大跨空间网壳结构拟静力影响的跨度界限值研究

《大跨空间网壳结构拟静力影响的跨度界限值研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第七届仝国现代结构工程学术研讨会大跨空间网壳结构拟静力影响的跨度界限值研究全希坤1刘博2刘建(1_华东建筑设计研究院大连分院，辽宁大连116100，2沈阳址筑大学土木工程学院，辽宁沈阳儿0168摘要：大跨空间网壳结构是目前发展较快的结构类型，在建筑中占有越来越重要的地位，对于大跨空间结构，水平和坚向地震作用反应都有较大影响，应对该类结构的地震反应分析考虑水甲和竖向地震的共同作用更为台理。而地震时地面运动又是一个复杂的时间一空间过程，应考虑空间变化特性，多点输入就是在地震动输A中考虑地震动的空间变化特性，显然这是一种更加合理的输入方式。本文用时程分析法和反应谱

2、法对四种大跨柱壳和凹种球壳结构在不蚓场地进行了多维多点输入下的响应分析。最终在多维多点输入下结构拟静力影响的跨度界限值方面得出了一磐结论．该界限值具有一定的工程参考价值。关键词：太跨，多维多点，刚壳结构，时程分析．反应谱一、引言空间网壳结构是一种应用广泛的大跨空间结构，越来越受到世界各国建筑师和结构工程师的青睐“。“，由于结构跨度大、样式多样、造型复杂多变、杆件和节点数日繁多等问题，其结构体系呈现明显的空间受力和变形特点，研究表明”⋯，水平和竖向地震作用对大跨空间结构的反应都有较大影响，因此，对该类结构的地震反应分析考虑水平和竖向地震的共同作用更为合理。而地

3、震时地面运动又是一个复杂的时间一空间过程，应考虑空间变化特性．多点输入就是在地震动输入中考虑地震动的空间变化特性，显然这是一种更加合理的输入方式。因此对于大跨空间结构，结构受到的地震作用不仅是多维的，而且也是多点的，结构的受力情况十分复杂：不仅受到地震产生的动力作用，而且也受到由于各支点相刘运动产生的静力作用，所以其破坏状态可能更为严重，对它的研究也就更具实际意义”⋯。本文同时考虑地震动两个水平和一个竖向共三个平动分量，并考虑了地震动场的空问相关性，用时程分析法和反应谱法对四种大跨柱壳和四种球壳结构在不同场地进行了多维多点输入下的响应分析。考查了两种输入方法

4、下结构杆件内力的分布特点，并对其进行了对比分析，最终在多维多点输入下结构拟静力影响的跨度界限值方面得出了一些结论。(一)柱壳的拟静力影响跨度界限值研究分别对跨度为60米、80米、Ioo米和J20米矢跨比均为l／2的双层柱壳进行分析。柱壳结构为上弦周边支承，其空间模型和支座布置如图l—l示，结构所受地震作用为沿x、Y、z三方向传播的地面运动。工业建筑2007增刊第七届全国现代结构工程学术研讨会计算模型的基本信息如表卜1图卜1柱壳的空间模型和支座布置表1—1计算模型基本信息表地震波选用四种场地下的天然波，我们通过调整相位差来实现多点输入。具体参考文献[11]。1

5、．1节点拟静力位移的分布规律及影响因素我们可以设定：拟静力位移相应均方差⋯、拈而爵丽百酥瓣‘1’¨口可视为反映拟静力位移分布规律的影响程度指标。令：。吼=芝黔警㈦∞％一—1菊节赢溺矿一“’“显然，纯为拟静力位移响应达到或超过总位移响应的“∞≤1)倍时的节点数与结构总节点数的比值。其中8似≤1)为拟静力位移与总位移响应的比值。我们通过图卜2表示：跨度(n)(a)软弱土场地各跨度下的吃分布跨度(-)(b)中软土场地各跨度下的亿分布工业建筑2007增刊第七届全国现代结构工程学术研讨会圜∞1∞'0跨度(-)(c)中硬土场地各跨度下的亿分布图卜2时程分析下不同我们再采

6、用反应谱法进行计算4⋯，反应谱法参照亿分布。；ji

7、-弘．；i；j．：．<∑：{／∞'∞'期跨度(-)(a)软弱土场地各跨度下的咒分布嗣I翌厂～剖／／／广、＼乳_二-烈／．跨度(m)(c)中硬土场地各跨度下的％分布(d)坚硬土场地各跨度下的纯分布图卜3反应谱下不同场地各跨度下的纯分布我们可以看到对于柱壳在四种场地下的仍分布，反应谱下的规律和时程分析法下的大致相同，在软工业建筑2007增刊∞■。黻∞第七届全国现代结构工程学术研讨会弱土和中软土场时，跨度为100米的％最大，中硬土介于中软和坚硬土之间，偏于保守取100米，坚硬土场地时120米最大，表卜2最终给出了

8、各场地需考虑拟静力位移影响的跨度值。表1—2柱壳需要考虑拟静力影响的最小跨度场地类型跨度(m)软弱土场地100m’●中软土场地lOOm中硬土场地100Ⅲ·昏6更土场地120m(二)球壳的拟静力影响跨度界限值研究对跨度为60米、89米、100米和120米矢跨比同为1／2的双层球壳进行计算。球壳为上弦周边支承其空间模型和支座布置形式如图2—1所示：‘．·。‘芝’‘·．．，。。7山。’．．●●●●●图2—1球壳的空间模型和支座布置计算模型的基奉信息如表2—1不表2—1计算模型基本信息表跨度(m)节点数支座数杆件数(根)基本周期(s)所计振型数重力荷载代袁值(刖／节

9、点)60655162520，05835010．788