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《單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼在地震作用下的動力穩(wěn)定分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、第七屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼在地震作用下的動力穩(wěn)定分析．黃瑞新1楊洪茁2李愛群“、張潔11．東南大學十木工程學院．江蘇南京2100962。華北石油管理局工程建設公司．河北任丘062552摘要，穩(wěn)定問題是單雙層球面網(wǎng)殼結構分析與設計中的一個重要問題。本文對單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構在地震作用下的動力穩(wěn)定性能進行研究。結果表明，不同地震作用下單職層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構的動力穩(wěn)定臨界荷載明顯不同，對宴際單雙層肋環(huán)型球而喇殼結構的動力穩(wěn)定問題，應該根據(jù)其所在場地選用多條地震波分別計算：在今后研究和工程實踐當中，我們更應注意較，J、矢跨比單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構的動力穩(wěn)定性
2、能j、關鍵詞：穩(wěn)定問題，單雙層球面網(wǎng)殼，地震作用，動力穩(wěn)定，動力失穩(wěn)特點一、引言穩(wěn)定是網(wǎng)殼結構分析與設計中的一個主要問題。由于理論分析與計算方法上的難度較大，工程上常常較多地注意到其靜力穩(wěn)定性志，而較少注意到其動力穩(wěn)定性態(tài)。與其他工程結構一樣，網(wǎng)殼結構也會受到地震、風甚至某種難以預見的沖擊等動力荷載及作用，這些荷載及作用在網(wǎng)殼結構中將產(chǎn)生動力效應。在某些情況下，結構或其某些構件可能在靜荷載作用下不失穩(wěn)，但在承受相同幅值的某種動1岢載時可能會失穩(wěn)，從而降低結構的穩(wěn)定性甚至引起倒塌。對單雙層網(wǎng)殼結構而言，地震作用下其動力穩(wěn)定性問題足其理論研究和工程實踐當中相當關心的問題。目前，單雙層肋環(huán)
3、型球面網(wǎng)殼結構一般按滿足靜力穩(wěn)定要求來設計，很少有人探求其動力穩(wěn)定問題。然而?僅按滿足靜力穩(wěn)定要求設計的單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構在罕遇地震作用下足否會喪失動力穩(wěn)定性?地震作用下單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構的動力失穩(wěn)有何特點?以上這些問題到目前為止，還未見學者進行相關研究。本文對單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構在地震作用下的動力穩(wěn)定件進行研究。單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構的動力穩(wěn)定性主要由矢跨比及輸入的地震動等諸多因素決定。本文研究了單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構在地震作用下的動力失穩(wěn)特點，分析了以上影響因素對單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼結構動力穩(wěn)定性能的影響。二、單雙層球面網(wǎng)殼結構的動力穩(wěn)定性基本理論[1]o[】
4、1]單雙層網(wǎng)殼結構的動力穩(wěn)定性是一個非線性動力問題，對于單雙層網(wǎng)殼結構的動力穩(wěn)定性研究仍是現(xiàn)階段工程應用研究的熱點問題。在地震作用下，單雙層網(wǎng)殼結構在t時刻的動力方程為【M】{王)+【c】{z)+【K】{≈』_【肘】{習czm其中[M】、【c】、【世】分別為結構的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣與剛度矩陣：{；】、H、{x)分別為結構的加速度、工業(yè)建筑多007增刊第七屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會速度與位移向量；仁】為地面加速度向量·同樣，在t+△t時刻的動力方程為其中【M】c仁)+{盛)，+[c(t+△t，】c{寸+{卅)“胃ct·公t)】c{日+{△寸)叫吲+p)，：‘2五’假定在時間增量△t內(nèi)
5、，【c】、【足】保持為常量，所以動力方程可以表示為增量形式，巾怖+【c】樸吲吣。馴丘】l償南對于增量形式的動力方程，有線性加速度法、Newmark-p法、wiJson．護法、HHT法等求解方法。文獻”“4“”已進行的網(wǎng)殼結構振動臺試驗表明，NewIm此．蘆法能夠反映網(wǎng)殼結構振動的實際情況。本文采用Newmark-，法對網(wǎng)殼結構非線性動力增量平衡方程進行求解。有限單元法(FEM)逐漸成為空間結構分析的一個強有力的工具被廣泛應用于結構分析，特別是非線性領域。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，有限元分析軟件被越來越多地應用到土木工程結構的分析中：本文就是采用由ANSYShc．公司開發(fā)的目前應用較廣
6、的大型通用有限元分析軟件ANsYsvlO．O來實現(xiàn)結構掉例分析的。ANsYS提供了3種方法進行結構瞬態(tài)動力分析：完全法(Fullmetllod)、降階法(R。ducedmethod)及振型疊加法(M0deSuperposi曲nmetllod)。三、算例本文所采用的模型跨度為40Ⅲ、單層區(qū)域的大小為35m，其徑向桿(肋)劃分為等長的八段，沿圓周方向(環(huán)向)則為32等分，但最內(nèi)兩環(huán)為16等分，使得網(wǎng)殼中央部分己不是典型的肋環(huán)體系，這樣靈活處理是為了使桿件不致過于密集，但不會影響整個網(wǎng)殼的穩(wěn)定性能，如圖l、圖2、圖3。支座采用三向固定鉸支座．均布質(zhì)量為200kg／m2，集中作用于節(jié)點上：采
7、用通用有限元分析軟件ANsYs進行數(shù)值計算．節(jié)點質(zhì)量采用MAss2l單元．鉸接桿件采用L礬K180．三維有限應變桿(或桁架)單元，剛接桿件采用梁單元Beam188單元，計算分析中考慮梁單元的大變形、大轉(zhuǎn)角，阻尼比取0：材料為Q235B鋼，假定為理想彈塑性材料?？紤]網(wǎng)殼初始荷載(包括恒荷載和活荷載)，采用集中荷載的方式施加。．7(一)單雙層肋環(huán)型球面網(wǎng)殼在地震作用下動力失穩(wěn)的特點在地震過程中，網(wǎng)殼結構往往要受到三向地震的同時作用。故采用空間三向地震動同時作用
