浅论大跨度单层椭球面网壳的抗震性能试验研究

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文大跨度单层椭球面网壳的抗震性能试验研究姓名：张良兰申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：周德源;张晖20070301摘要网壳结构是我国应用最早也是最为广泛的空间结构形式之一，本课题通过对大跨度单层椭球面网壳结构及其钢筋混凝土框架支撑结构的振动台试验研究，力求从试验角度来直观了解弹性支座单层椭球面网壳的动力性能，观察其在地震作用下的响应，以及观察其支撑结构的破坏情况。如此复杂的大跨度单层椭球面网壳振动台试验研究在国内是少有的，有一定的参考价值。本文的主要内容包括：1．设计并制作了试验模型。把实际网壳结

2、构原型做一定的简化，然后按照相似性原理并采用合理的相似关系把简化后的网壳及其混凝土支撑结构设计和制作成试验模型。2．进行单层椭球面网壳及其混凝土支撑结构的振动台试验。测量试验模型的自振特性：自振频率、振型、阻尼比；测量多遇、基本和罕遇地震作用下网壳的响应，观察网壳的反应特征，不同地震波作用下结构响应的差别；观察网壳混凝土支撑结构的破坏情况。3．通过SAP2000计算结果与振动台试验结果进行对比分析，验证了利用SAP2000程序进行振动台试验模型的数值模拟是可行的，同时也证明本试验方案设计在一定程度上是可行的，本文所完成的大跨度单层椭球

3、面网壳振动台试验是有一定参考价值的。4．通过理论计算，分析了下部支撑结构对网壳结构动力性能的影响。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键词：单层椭球面网壳，振动台试验，弹性时程分析AbstractABSTRACTReticulatedshellisoneoftheearliestandthemostwidelyappliedspacestructuresinourcountry．Inthispaper,inordertounderstandthemechanicalbehavioroflarge·spansingle·lay

4、erellipsoidreticulatedshellwithelasticsupportbyexperimentandtoobserveitsresponseunderseismicWaVeS，andobservethedamagemodeofthecollcretesupport，shakingtableexperimentofsingle—layerellipsoidreticulatedshellwithitsconcretesupportwascardedout．Assuchacomplicatedshakingtablee

5、xperiment,theworkperformedinthepaperisunwontedinChinaandhassomereferencevalUe．Thefollowingcontentsarepresentedinthispaper：1．Thedesignandproduceoftheexperimentmodel．TheactualmodaloftheshellWaSsimplifiedfirst,andthendesignedandproducedtoexperimentmodelaccordingtoeomparabi

6、lityprinciple．2．Shakingtableexperimentofsingle—layerellipsoidreticulatedshellwascarriedout．Thefleevibrationproperty(suchasthenaturevibrationfrequencies，thennaturalvibrationmodes，thedampingfactorsere．)ofthemodelwasmeasured．Theresponseoftheshellsduetosmall，middleandlarges

7、eismicwaveswasobserved．Theresponsefeatureoftllecshellandthedifferencebetweenstructuralresponsesunderdifferentseismicwaveswereobtained．Thedamagesituationoftheconcretesupportwasobserved．3．ComparisonbetweentheresultscalculatedbySAP2000andtheexperimentalresults．Thecorrectio

8、noftheexperimentresultswasproved．AndOiltheotherhand，performingnumericaldynamicanalysisbySAP2000wasalsofeasible