【精品】專業(yè)論文文獻(xiàn)-網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法探討

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1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法探討網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法探討【摘要】眾所周知，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛。耳前有關(guān)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力穩(wěn)定問題已經(jīng)得到系統(tǒng)解決，而針對其抗震性能的研究還不夠，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能不同于傳統(tǒng)多高層結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，因此，如何對大跨空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，是工程實(shí)踐中急待解決的問題，本文在大量數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，針對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震作用下的響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究，在理論分析和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的倒塌及破壞機(jī)理，提出網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力破壞新概念以及適用于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法?！娟P(guān)鍵字】網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，抗震，設(shè)計(jì)方法中圖分類號：U4

2、52.2+8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：、八__1—刖§地震是一種破壞性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害，能夠造成人員傷亡和社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的巨大損失，對社會(huì)生活和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著廣泛而深遠(yuǎn)的影響。為減輕地震所造成的生命與財(cái)產(chǎn)損失，人類與之進(jìn)行了長期不懈的斗爭，雖然科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)的突飛猛進(jìn)，地震工程的理論和實(shí)踐得到了很大發(fā)展，但是，就近20余年來說，全球發(fā)生的許多大地震，仍然造成大量嚴(yán)重的工程破壞和慘重的生命財(cái)產(chǎn)損失。例如1976年我國的唐山地震、1994年美國的Northridge地震、1995年日本的阪神地震及1999年臺(tái)灣的集集地震。

3、隨著城市現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展，地震所造成的損失，平均每幾十年翻一番。因此，了解地震災(zāi)害的特點(diǎn)，采取正確的對策，方能保證防震減災(zāi)收到實(shí)效。鑒于地震預(yù)報(bào)和地震轉(zhuǎn)移分散均不能很好的實(shí)現(xiàn)，因此，工程抗震成為目前最有效、‘最根本的措施，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也成為當(dāng)前最被關(guān)注的課題之一。常見的建筑結(jié)構(gòu)防震措施目前，用于建筑結(jié)構(gòu)防御地震的措施主要有:傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)控制理論（如減震、隔震等）。傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)是適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)的剛度，以抵抗地震作用，或合理布置結(jié)構(gòu)的剛度，使結(jié)構(gòu)部件在地震時(shí)不同步地進(jìn)入非彈性狀態(tài)，具有較大的延性，消耗地震能量

4、。上述方法存在以下缺陷：安全性難以保證。當(dāng)突發(fā)地震超出設(shè)防烈度時(shí)，房屋會(huì)嚴(yán)重破壞適應(yīng)性有限制。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，雖然結(jié)構(gòu)本身的破壞可以控制，但是房屋內(nèi)的重要設(shè)備可能會(huì)遭到破壞經(jīng)濟(jì)性欠佳。它通過增大構(gòu)件斷面，加大配筋來抵抗地震。斷面越大，剛度越大，地震作用也越大，所需斷面及配筋也越大。如此惡性循環(huán)，大大提高了建筑造價(jià)，并且隨著設(shè)防烈度的提高，造價(jià)也急劇增加，通過增加結(jié)構(gòu)剛度來抵御地震作用，其材料用量大，不經(jīng)濟(jì)。一種主動(dòng)的抗震策略是對結(jié)構(gòu)施加控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)共同抵御地震作用，盡可能減輕對結(jié)構(gòu)自身的損傷。這種主動(dòng)策略也就是結(jié)

5、構(gòu)振動(dòng)控制對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制是保證結(jié)構(gòu)安全、減小地展災(zāi)容損失的一種重要途徑。三?網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是i種曲面形結(jié)構(gòu)，是大跨度空間結(jié)構(gòu)中…種舉足輕重的主要結(jié)構(gòu)形式。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，大體可以歸納如下：I'網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的主要特性，桿件比較單一，受力比較合理。2、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的剛度大、跨越能力強(qiáng)，在跨度超過100m的結(jié)構(gòu)中仍有大量的應(yīng)用。3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可以用小型構(gòu)件組裝成大型空間，小型構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)可以在工廠預(yù)制；而冃現(xiàn)場安裝簡便，不需要大型的機(jī)具設(shè)備，因而綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。4、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的

6、設(shè)計(jì)分析可以借助于通用有限元計(jì)算程序和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，不會(huì)有多大難度。5、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)造型豐富多彩，不論是建筑平面，還是空間曲面外形，都可以根據(jù)創(chuàng)作要求任意選取。止是因?yàn)橐陨线@些優(yōu)點(diǎn)，近幾十年來，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在各種大型體育場館、劇院、會(huì)議展覽中心、機(jī)場候機(jī)樓、干煤棚等公共建筑中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是近十年，我國的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)向著跨度更大、體系更復(fù)雜、設(shè)備更昂貴的方向發(fā)展，這些建筑結(jié)構(gòu)新穎、規(guī)模宏大，往往成為一個(gè)城市或國家的標(biāo)志性建筑，并為世人矚目。%1.網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)經(jīng)以上網(wǎng)殼口振特性分析可知，與一般傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征不同，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頻

7、率與振型具有以下特點(diǎn)：1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自振頻率密集單層球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼的自振頻率均非常密集，單層球面網(wǎng)殼還有數(shù)個(gè)周期相同的振型，這是由于結(jié)構(gòu)有多個(gè)對稱軸所致。由于頻率密集，在網(wǎng)殼地震響應(yīng)計(jì)算吋應(yīng)考慮各振型間的相關(guān)性。在用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行動(dòng)力分析吋，若仍采用平方開方公式進(jìn)行振型禍合則導(dǎo)致誤差較大。2、網(wǎng)殼以水平振型為主，第一振型一般為水平振型網(wǎng)殼振型呈現(xiàn)水平振型與豎向振型參差出現(xiàn)，水平振型較多，一般網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第一振型均為水平振型。這是由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)起拱后，其豎向剛度增大而水平剛度減弱的緣故。3、地震響應(yīng)貢獻(xiàn)較大的振型出現(xiàn)較晚一般

8、框架動(dòng)力計(jì)算可選前兒個(gè)振型效應(yīng)進(jìn)行組合，即可滿足使用精確度。而經(jīng)過對網(wǎng)殼振型分析，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第一振型均為反對稱振型,對地震響應(yīng)貢獻(xiàn)較大的對稱振型岀現(xiàn)較晚，所以采用振型分解法計(jì)算網(wǎng)殼地震響應(yīng)時(shí)，不能僅取前兒個(gè)振型，至少應(yīng)選取前20階振型進(jìn)行組合，否則計(jì)算結(jié)果不安全。對復(fù)雜大跨度網(wǎng)殼，還需取超過