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扁平双层网壳抗震性能弹塑性分析

何海军  
【摘要】:网壳结构是曲面型的网格结构,兼有杆系结构和薄壳结构的固有特性,主要优点是覆盖跨度大,整体刚度好,结构受力合理,具有良好的抗震性能。对于网壳结构在静力作用下的结构性状和网壳稳定性的研究已取得许多重要成果,而对于网壳在地震作用下的动力响应、结构的抗震性能等问题的研究则相对较少,尤其,采用时程分析法对扁平双层网壳结构抗震性能进行的研究更少见到,而此类研究对其结构安全具有重要意义。 本文采用子空间迭代法分析了扁平双层网壳结构的动力特性。总结了各种因素对结构频率及振型的影响的规律。简言之:结构的自振特性对面荷载较为敏感,随着面载增大,结构的基频相应变小,而边界条件对结构自振特性的影响,则不明显,构件的截面尺寸和网壳厚度对结构的自振特性影响较为复杂,存在一种最优截面和厚度的组合使结构的基频达到最大值。 同时,采用有限元程序ANSYS9.0对罕遇地震作用下扁平双层网壳的抗震性能进行了时程分析,对比分析了在单向、双向以及三向地震作用下节点位移和杆件应力的响应规律,探讨了扁平双层网壳对地震波方向敏感性的一些规律。最后,通过计算、分析,总结了厚跨比对扁平双层网壳结构抗震性能的影响。 综上所述,本文初步探讨了扁平双层网壳结构的动力特性及其影响因素,以及此类网壳抗震性能,希望有益于此类网壳的结构设计。


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