設(shè)防烈度地震下雙層球面網(wǎng)殼的動力性能分析.pdf

1、對設(shè)防烈度地震下雙層球面網(wǎng)殼的動力性能進(jìn)行分析是制定網(wǎng)殼面向中震設(shè)計及基于性能的抗震措施的主要依據(jù)，但目前相關(guān)研究還處于空白階段。本文對雙層球面網(wǎng)殼在設(shè)防烈度地震下的彈塑性動力響應(yīng)特點及影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究，同時將基于性能的中震設(shè)計方法應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)，探討通過提高有限的用鋼量來避免中震下修理困難的問題。相對已有研究的主要改進(jìn)有：考慮了網(wǎng)殼和下部結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作；網(wǎng)殼桿件的本構(gòu)關(guān)系包含了材料非線性和幾何非線性的雙重影響；地震動的選

2、取采用具有統(tǒng)計意義的基于規(guī)范反應(yīng)譜模擬的三向地震波。論文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 (1)考察了滿應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計的雙層球面網(wǎng)殼模型在多遇地震下的地震反應(yīng)特點。研究表明，對按非抗震工況進(jìn)行滿應(yīng)力設(shè)計的25個模型，其構(gòu)件截面極少因小震驗算調(diào)整。
　　 (2)考察了雙層球面網(wǎng)殼模型在設(shè)防烈度地震下的彈塑性響應(yīng)特點。其中36m和60m中小跨度網(wǎng)殼較容易達(dá)到“中震不壞”的設(shè)防要求，體現(xiàn)出非常好的抗震性能。對于90m和120m的大

3、跨度網(wǎng)殼，中震作用下網(wǎng)殼會出現(xiàn)一定數(shù)量的塑性桿件，分布區(qū)域與下部剛度有關(guān)，當(dāng)下部結(jié)構(gòu)剛度較弱時，塑性桿件會出現(xiàn)在中間圈層和臨支座區(qū)域，但以前者為主。當(dāng)下部結(jié)構(gòu)剛度較大時，塑性桿件僅分布在中間圈層。
　　 (3)將雙層球面網(wǎng)殼模型按滿足設(shè)防烈度地震驗算進(jìn)行桿件截面設(shè)計，發(fā)現(xiàn)即便是將雙層球面網(wǎng)殼的桿件截面驗算提高到按“中震彈性設(shè)計”也不會造成用鋼量的明顯增加，也可直接滿足“中震可修”的抗震設(shè)防要求。
　　 (4)考察滿足設(shè)防

4、烈度地震驗算的雙層球面網(wǎng)殼在罕遇地震作用下的彈塑性動力響應(yīng)。研究表明，只有跨度較大模型在8度罕遇地震作用下才會出現(xiàn)較明顯的塑性變形，但能夠滿足“大震不倒”的設(shè)防要求?？缍取⒘叶群拖虏拷Y(jié)構(gòu)對稱性是影響罕遇地震作用下雙層球面網(wǎng)殼彈塑性動力性能的最主要因素。高烈度地震作用下，下部結(jié)構(gòu)的非對稱性對大跨度網(wǎng)殼的不利影響最大。
　　 (5)對于中小跨度網(wǎng)殼模型，考慮下部支承結(jié)構(gòu)和不考慮下部支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法僅引起用鋼量的細(xì)微變化，在罕遇地震