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《灾难地震下网架结构体系基于破坏形态的抗震性能设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、灾难地震下网架结构体系基于破坏形态的抗震性能设计研究第一章绪论1.1研究背景地震作为人类历史上一种难以预测的天然灾害，在我国范围内的活动十分强烈，我国是受地震灾难影响最为严重的国家之一。地震具有突发性强、危害程度高、影响规模大以及次生灾难多等特点，成为近几十年来世界各国特别监测的自然灾难之一。在所有的自然灾害中，地震对人类造成的影响最大。地震不仅会造成重大的经济损失，更为重要的是其造成的死亡人数，占到所有自然灾害死亡人数的一半以上。随着我国经济的发展，城镇化改造进程不断加快，大量的人口、财产和相应基础设施等不断向
2、城市集中，地震带来的危害和损失也愈来愈严重。从表1-1对2008年以来全球发生的里氏5.0级以上地震的数据统计，得出地震发生的频率很高，同时对全国的经济、生活情况尤其是人民生命造成的影响很大。随着我国经济水平的增长和社会发展的需要，国内外学者逐渐发展和完善了大跨度空间结构的技术和规范。近些年来。政府对城市的建设和改造，引发了大兴土木的高潮，体育馆，火车站，汽车站，工业厂房纷纷以独特和崭新的面貌出现在我们的视野中，深受人们的欢迎和喜爱。该结构具有外观得体、施工周期短、经济性价比高、节能环保、可回收重复使用、抗震性能
3、好等一系列优势，因此得到人们的广泛认可；并且结构具有杆件中受力比较合理的优点，成为大跨度结构经常使用的结构形式，得到多方的关注和研究。特别是近几年，随着地震的频发和造成的经济损失，国家还需要建设一些大跨度的公共建筑。这些建筑不仅要具有进行一些重大的社会活动的功能，而且能满足工农业发展的社会需要，还需要尽量在地震等自然灾害发生时，为灾民提供一个安全的避难场所。.1.2国内外研究现状和发展近年来,世界各地的网架结构建设得到大力发展,包括体育场馆建筑、大型活动场馆、机场车站建筑等大量特大项目的建设,推动了网架结构分析和
4、设计理论研究的快速发展。在前期,国内专家偏重于网架结构的静力性能研究,包括对结构选型[1]、节点构造[2][3]及设计、优化设计[4]、组合网架等的理论和实验研究,主要目标是满足一般设计工作要求。这些研究完善了为我国网架结构研究的根本理论,还通过开展多种简化的解析计算方法[5][6],开展了很多种使用于多种网格结构的分析计算方法。国内主要由沈祖炎[10]、陈扬骥[11]、白那[12]、蓝天、张毅刚等人,他们应用自编的有限元程序,并因此取得了大量重要的结论。随着人们对于地震波和结构动力特性的理解加深,结构抗震设计的
5、方法主要经过了三个重要发展历程[7]:静力法、拟静力法(反应谱法)和动力法(时程分析法)。近几年中,一些学者提出了更为先进的抗震设计方法,随着这些设计思想的发展，一些新提出的设计方法逐渐应用于工程实践中。上世纪中叶，Biot最先提倡了反应谱的思想[8],因为反应谱理论既能简单正确的反映地震动的特性，而且同时考虑到了结构的动力特性,因而得到了在世界范围内的广泛使用,目前依然是使用最为广泛的结构地震反应分析方法,被多个国家的结构抗震规范所应用[9]。动力时程分析又称直接动力分析方法或直接积分法,这种方法是依据材料和构
6、件的弹性性能做结构动力方程求解的过程[13]。此法涉及了地震作用影响的三要素：振幅、频谱和持时，以及也涉及了地震情况和地面环境的作用，通过对结构的非线性分析，可得到很多有价值信息，因此时程分析是真实的动力分析方法[14]。.第二章网架结构体系抗震设计方法2.1国内现行网架结构体系抗震设计方法1980年，中国制定了《网架结构设计与施工规定》(JGJ7-80),该规定汇总了当时中国的网架设计和发展情况，其中包括结构设计以及施工工艺等方面的经验。此后,1991年出台了《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-91)和《网架
7、结构工程质量检验评定标准》(JGJS-91),规范的编写极大的推动了国内网架建筑结构的推行及开展应用。《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89、GB50011）将《工业与民用建筑抗震设计规范》（TJ11-78）的设计思想进行了很大的修正，采用了小震不坏、中震可修、大震不塌的抗震设防目标[31]和两个阶段三个水准抗震的设计分析方法。抗震设计规范验算指标如表2-1所示。2010年《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）引用在实际项目中抗震设计的发展，制定了如果使用抗震结构性能方法设计，可依据所在地区的抗震设防要
8、求和场地条件，以及建筑结构的形式和所需要的功能要求，选择对应的设防目标，并取得综合的可行性报告和论证。网架结构作为高次超静定建筑，要全部详尽地了解它的内在力和位移是非常困难的，故需求采用某些计算假设，忽视某些别的次要条件的干扰，然后简易验算工作。建模模拟和具体工程都已经证明此假定是正确的，可以忽略其中的误差，目前已经运用在理论和实际结构设计分析中。2.2国外网架结构体系抗
