單層網殼結構在空間中三維受力,具有剛度大、自重輕、造型美觀等優(yōu)點,廣泛應用于人流密集的大型公共建筑中。這類結構遭遇地震作用時一旦發(fā)生倒塌,將會造成重大的人員傷亡。研究單層網殼的動力穩(wěn)定時,初始缺陷的影響不可忽略。本文以單層網殼結構為研究對象,利用有限元軟件OpenSEES,采用增量動力分析（IDA）方法,研究了強震作用下初始缺陷對單層網殼極限荷載的影響,通過地震模擬振動臺試驗研究了單層柱面網殼結構在強震作用下的倒塌過程,并對倒塌試驗進行了有限元分析。主要研究內容及成果如下:（1）建立跨度15m、不同長寬比的四邊支承單層柱面網殼有限元模型,研究了強震下初始缺陷對其極限荷載和破壞模式的影響。結果表明:與理想柱殼相比,考慮整體缺陷后,長寬比為1.0、1.4、2.0的柱殼極限荷載分別降低了23%、29%和37%;在此基礎上考慮桿件缺陷后結構的極限荷載繼續(xù)降低,降低比例均在10%以內。初始缺陷使結構的塑性發(fā)展程度降低,對于跨度較小的四邊支承單層柱面網殼,考慮初始缺陷前后結構的破壞模式沒有改變。（2）建立跨度80m、不同矢跨比的K6型單層球面網殼有限元模型,研究了強震下初始缺陷對其極限荷載和破壞模... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 單層網殼結構的應用與發(fā)展
    1.3 單層網殼結構國內外研究現狀
        1.3.1 單層網殼結構強震失效機理研究現狀
        1.3.2 單層網殼初始缺陷研究現狀
    1.4 課題來源及本文主要工作
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 本文主要工作
第2章 單層網殼結構有限元模型建立
    2.1 OpenSEES軟件簡介
        2.1.1 概述
        2.1.2 架構體系
    2.2 材料、截面、單元類型介紹
        2.2.1 鋼管材料本構
        2.2.2 截面恢復力模型
        2.2.3 單元類型
    2.3 單層網殼結構有限元模型
        2.3.1 建模過程
        2.3.2 無缺陷單層柱面網殼時程分析
    2.4 本章小結
第3章 強震下初始缺陷對單層柱面網殼極限荷載的影響研究
    3.1 計算模型
    3.2 考慮整體缺陷
        3.2.1 整體缺陷幅值的影響
        3.2.2 極限荷載對比
        3.2.3 塑性發(fā)展程度對比
    3.3 考慮桿件缺陷
        3.3.1 極限荷載對比
        3.3.2 塑性發(fā)展程度對比
    3.4 本章小結
第4章 強震下初始缺陷對單層球面網殼極限荷載的影響研究
    4.1 球面網殼計算參數
    4.2 考慮整體缺陷
        4.2.1 極限荷載對比
        4.2.2 塑性發(fā)展程度對比
    4.3 考慮桿件缺陷
        4.3.1 極限荷載對比
        4.3.2 塑性發(fā)展程度對比
    4.4 本章小結
第5章 單層柱面網殼模型強震倒塌試驗研究及有限元分析
    5.1 試驗概況
        5.1.1 模型設計
        5.1.2 鋼管材性試驗
        5.1.3 測點布置及數據采集
        5.1.4 加載方案
    5.2 試驗過程及現象
        5.2.1 動力特性測試
        5.2.2 常遇地震作用階段結果分析
        5.2.3 強地震作用階段結果分析
    5.3 試驗數值模擬
        5.3.1 有限元模型的建立
        5.3.2 動力特性
        5.3.3 位移響應
        5.3.4 塑性發(fā)展過程
    5.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文
攻讀碩士學位期間所參與的課題研究
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]桿件初始缺陷對單層凱威特球面網殼地震響應影響研究[J]. 楊大彬,吳金志,王天佳,胡明娜,李思遙.  建筑結構學報. 2018(03)
[2]單層網殼結構穩(wěn)定性分析方法研究[J]. 蔡健,賀盛,姜正榮,劉齊齊,張郁林.  工程力學. 2015(07)
[3]單層網殼結構穩(wěn)定分析中初始幾何缺陷最大值的研究[J]. 蔡健,賀盛,姜正榮,張郁林,劉齊齊.  建筑結構學報. 2015(06)
[4]考慮桿件缺陷單層網殼動力穩(wěn)定分析[J]. 王尚麒,孫建恒,王國棟,馬騰飛.  河北農業(yè)大學學報. 2015(02)
[5]強震下單層縱邊支承柱面網殼連續(xù)倒塌模式及機理[J]. 周海濤,張毅剛,吳金志.  空間結構. 2015(01)
[6]網殼結構強震失效機理關鍵理論問題[J]. 范峰,支旭東.  工業(yè)建筑. 2015(01)
[7]網殼結構失效機理研究現狀[J]. 劉文政,孫會社,于立強.  工業(yè)建筑. 2014(S1)
[8]網殼結構考慮桿件失穩(wěn)過程的整體穩(wěn)定分析[J]. 田偉,董石麟,干鋼.  建筑結構學報. 2014(06)
[9]地震作用下單層柱面網殼倒塌機理分析與試驗研究[J]. 丁陽,劉碧文,葛金剛.  地震工程與工程振動. 2013(02)
[10]單層球殼模型結構振動臺試驗研究[J]. 葉繼紅,潘銳.  建筑結構學報. 2013(04)

碩士論文
[1]面向對象開放程序OpenSees在鋼筋混凝土結構非線性分析中的應用與初步開發(fā)[D]. 凌炯.重慶大學 2004



本文編號：3192883