大跨空间网壳结构动力特性研究

大跨空间网壳结构在地震荷载作用下的振动反应规律不仅与地震荷载有关,还与结构自振特性紧密相关,分析结构的自振特性是进行结构抗震分析的基础。大跨空间网壳结构的自振特性比较复杂且影响因素多,通过探讨大跨空间网壳结构的基本自振特性、各阶周期、对应振型结构及各向刚度分布情况,把握结构的基本自振特性;随后主要对结构周期随支座的数量、矢跨比和载荷等三个主要因素的影响进行参数分析,得出他们之间频率和振型的异同,从而得出一些有益于结构设计的结论。

大跨空间网壳结构的抗震性能及分析

首先采用反应谱法和时程分析两种方法对大跨度空间网壳结构进行了全面分析,了解该形式结构的工程抗震受力性能。然后对两种方法的分析结果进行了对比,考查了结构杆件内力的变化,进而得出了内力差异随结构跨度、矢跨比和周期等的变化关系,找出了采用球反应谱法分析得出的结构响应偏于危险的杆件,从而为网壳结构的抗震设计提出了改进建议。

大跨空间网壳结构设计中反应谱法和时程分析法的探讨

反应谱理论对于解决大跨度、现代大型复杂结构的抗震设计存在较大的误差。应用振型分解反应谱法和时程分析法对大跨空间网壳结构的地震响应进行了分析和比较,讨论了矢跨比、跨度等对其的影响。分析发现,对于大跨空间网壳结构,有一定数量的"反应谱方法计算安全而时程分析危险"的杆件,设计中应注意。

大跨球面网壳空间结构的屈曲分析

研究了大跨球面网壳空间结构机械载荷作用下的屈曲行为。利用ANSYS软件建立大跨球面网壳空间结构三维模型,针对大跨球面网壳空间结构的结构及载荷特点,将球面网壳空间结构离散成空间梁单元结构,采用结构屈曲模态LANCZOS法,编程计算了大跨球面网壳空间结构特征值屈曲问题及含有初始缺陷的非线性屈曲问题,给出了结构各阶屈曲模态,并绘出了大跨球面网壳空间结构的变形随载荷参数变化的特性曲线。计算结果表明,由于大跨球面网壳空间结构所处特殊的工作环境,对其进行屈曲分析非常必要。

双层网壳结构动力响应分析的修正反应谱法

为了使反应谱法分析大跨度空间双层网壳结构具有较高的精度,通过对该结构用反应谱法和时程分析法进行全面分析,找出反应谱法和时程分析法结果之间的差异,将回归理论引入其结果分析中,对如何得出修正系数以修正反应谱法得出的结果进行研究,从而提出一种修正反应谱的方法.通过实例分析可以看出,用这种方法得出的抗震分析结果具有较高的精度,说明此修正反应谱法适合于该结构形式的抗震分析,为该形式结构的工程抗震设计提供理论依据和指导.

单层球面网壳考虑一致倒塌概率的倒塌安全储备分析

提出了考虑一致倒塌概率的单层球面网壳结构倒塌安全储备计算方法。以标准正态分布作为倒塌概率密度函数,采用指数型分布函数描述地震危险性,在假定网壳结构特大震倒塌率限值为10%的情况下,将两者积分得到了适用其50年内一致倒塌概率限值为0.46%,低于针对普通房屋建筑结构50年内一致倒塌概率1%的限值。在定义网壳结构特大地震强度水平的基础上,引入一致倒塌概率对其进行了修正。根据修正特大震强度,最终提出了针对网壳结构的倒塌安全储备系数(CMR)计算方法,这种做法可以使所做的抗倒塌设计更好地考虑到所有超越概率地震动水平,保证各抗震设防烈度下大跨网壳结构具备统一的倒塌概率限值要求。另外,通过谱形状参数对建议的倒塌安全储备计算结果进行了谱修正。针对三个算例网壳的增量动力分析对比了不同矢跨比和不同结构类型对倒塌安全储备以及50年倒塌概率的影响,三个算例结构均能满足倒塌概率限值的要求,50年倒塌概率与倒塌安全储备有较好的一致性。