大跨度非规则单层折板网壳结构动力稳定性分析.pdf

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1、建精世界2011年第32卷第4期DOI110．3963／j．cn．421783．TU．2011．04．014大跨度非规则单层折板网壳结构动力稳定性分析徐丽1，陈德磊2，刘坚1(1．广卅l大学．广州510405；2．浙江精工钢结构有限公司．绍兴312030)摘要：以一实际工程为背景．采用结构最大Z向位移为特征变量．研完了太跨度非规则折板网壳蛄构在三向地震作用下的动力稳定性能，井考查了初始缺陷、支座形式和屋面生承方式等不同参教变化对单屡折板网壳蛄构动力稳定性能的影响，秤出了对演类姑构动力稳定性分析设计的有益蛄论。关键词：折板网壳结构；动力稳定分析；三向地震作用StduyonDynamicStabi

2、lityofLarge-spanIrregularSingle-layerFoldedPlateLatticedShellXULil。CHENDe—lei2．L儿，Jianl(1．GuangzbouUniversity．Guangzhou510405，China}2．ZhejiangJinggongSteelBuildingCo．1ad．Shaoxing312030，China)Abstract：Thefoldedplatelatticedshellstructureisdevelopedinrecentyearsasanewtypeofhybridizationspatialgridstru

3、ctureThedynamicstabilityaboutalarge-spanirregularsingle-layerfoldedplatelatticedshellstructureunderthethreedimensionalearthquakesisdiscussedinthispaper．Theinfluencesoftheinitialgeometricalimperfections·thesupportconditionandtheroofingbearingformtOthedynamicstabilityandthefailuremodeofthisstructurear

4、estud—ied．Keywords：foldedplatelatticedshell；dynamicstabilityanalysis；threedimensionalearthquake折板式网壳结构是近来发展起来的一种新型杂交空间结构，它综合了钢筋混凝土折板、网架和壳体的优点，受力性能好，施工制作方便，其自然形成的谷线和脊线既丰富了体型美感，提高了整体刚度，又具有排水方便的优点。因此具有很大的发展潜力。国内对折板式网壳结构的研究相对其它网壳形式较少‘1。“，且主要集中于规则的折板网壳。该文以一实际工程为背景，研究大跨度非规则折板网壳结构在地震作用下的动力稳定性能．以及不同参数对单层折板网

5、壳结构动力稳定性能的影响。1工程概况该文所研究的大跨度非规则单层折板网壳结构实际工程·外形像一个形状奇特的“石头”：外围护钢结构采用单层折板式网壳结构，共有65个面，41个转角和104条棱线，外表面积约为23】80m2。投影长度为135．9m，投影宽度为128．5m。折板式网壳两个平面的夹角最小79。，最大为177．5。。钢结构外壳属于主次梁体系，主梁和次粱均采用焊接箱形截面，主梁相交的地方全部用铸钢节点。中间部分支撑图1歌剧院演播厅模型侧视图收稿日期：20ll_06—21．基金项目。国家自然科学基金重大研究计划重点资助项目(90815027)‘广州市科技计划项目(2006J1-C0451)和

6、建设部科学技术计划(06-k6—13)．作者简介：馀耐(1971一，．博士．副研究员．E-mail：dyna—s@163．∞m59建材世界2011年第32卷第4期在内部主体结构钢筋混凝土墙柱上，共14个支点，均采用双向滑动支座，仅约束竖向位移。周边底部支座共65个，其中转角处的支座设计成弹性支座。图1为结构模型侧视图。2三向地震作用下非规则单层折板网壳结构动力稳定分析在动力稳定分析过程中，一个最重要的问题就是动力失稳的判定准则。目前，不同荷载作用、不同研究方法所使用的判定准则不尽相同Ls．TZ。该文取结构最大z向位移为特征变量，通过荷载一位移曲线来判断结构的动力稳定性。曲线上每一点对应某一荷载

7、幅值作用下结构达到的最大位移。根据应变能准则有：当网壳结构运动状态保持稳定时，其位移外包络面随着荷载幅值的逐渐增加而均匀增大；当结构动力失稳时，微小的荷载幅值增量将导致结构位移外包络面的突然增大。所以使用该特征变量能体现结构的运动稳定性。采用非线性动力反应时程分析方法得到动力稳定l临界荷载值。采用有限元软件ANSYS，建立了该大跨度非规则单层折板钢网壳结构的三维计算模型，采用三向地震动同时作用。图