本文基于ABAQUS有限元分析軟件,以大跨空間凱威特網(wǎng)殼結構為研究對象,首先考慮幾何和材料雙重非線性,深入分析了該結構類型在靜載作用下的屈曲行為以及在不同桿件截面強度、結構矢跨比、材料初始缺陷、結構底部的支座約束等條件下結構靜力響應,研究得出靜力作用下分析網(wǎng)殼靜力穩(wěn)定性時,需盡可能多分解此類結構的振型,以便綜合考慮各階屈曲模態(tài)的組合情況;畫出荷載-位移曲線可更清晰直觀地表達出結構各個參數(shù)變化對其靜力穩(wěn)定性能的影響規(guī)律,考慮幾何和材料雙重非線性的運算結果更接近工程實際情況;網(wǎng)殼對構件外徑的敏感程度將遠高于壁厚,故可適當在網(wǎng)殼結構的薄弱區(qū)域或易損區(qū)域適當增強構件截面強度;隨結構矢跨比的增大,結構在靜載作用下的靜力穩(wěn)定性能顯著提高;網(wǎng)殼結構為缺陷敏感型結構,網(wǎng)殼極限承載力隨結構初始缺陷的減小而依次增大,但增大的趨勢越來越緩慢;結構底部支座的類型及約束數(shù)量對網(wǎng)殼極限承載力的影響非常小,但支座約束數(shù)量減半后,結構的失穩(wěn)現(xiàn)象更為明顯。然后引入材料損傷模型,推導瑞利阻尼系數(shù)的計算公式,分析該類型網(wǎng)殼在不同維數(shù)地震波下其動力響應的差異,研究得出網(wǎng)殼在多遇地震下,僅X向地震波對結構的動力響應指標可以作為工程設計安全的主要依據(jù),但在罕遇地震下,由于三向地震波對結構動力響應的復雜性,綜合考慮三向地震波更符合實際情況�；谠隽縿恿Ψ治�(IDA)方法,考慮材料微觀損傷時結構的動力響應比不考慮時降低了20%左右,塑性單元的比例上升10%左右;考慮損傷后初始幾何缺陷使得網(wǎng)殼的動力響應最大降低了30%左右;結構底部支座約束的數(shù)量減半后,材料損傷累積效應使得結構的動力響應降低10%左右;在有限元模擬過程中發(fā)現(xiàn)結構的屈服單元以及最大節(jié)點位移幾乎均發(fā)生在網(wǎng)殼結構的第一至第四環(huán)內,得出凱威特網(wǎng)殼的倒塌往往是在結構的薄弱部位由材料損傷引起構件破壞直至結構倒塌,因此需加強結構的薄弱環(huán)節(jié)。從前面的研究得出結構在荷載作靜動載作用下的薄弱部位主要集中在結構底部的第一環(huán)至第四環(huán),并針對薄弱部位提出各類加強措施及最優(yōu)方案。結果表明直接增強桿件截面的強度,可提高結構的極限承載力,增強網(wǎng)殼薄弱部位的斜桿截面對網(wǎng)殼抗震的提升效果比環(huán)桿更好;增設網(wǎng)殼局部主肋雙層對提高結構的抗震效果遠遠大于環(huán)桿雙層;當使用粘滯阻尼器的時,采用“替換”方式其減震效果明顯優(yōu)于“附加”方式,另外針對不同的建筑結構,存在一個最優(yōu)阻尼系數(shù);屈曲約束支撐不同的加設方案對結構的減震效果影響不同,最優(yōu)方案下的網(wǎng)殼抗倒塌能力可提高13.3%。
【學位單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：TU399
【部分圖文】：

第一章緒論1第一章緒論1.1課題研究背景、目的及意義建筑伴隨著人類社會的產(chǎn)生和發(fā)展而不斷發(fā)展，不僅需要滿足基本的使用要求，安全可靠，還需要滿足結構安全性，并具有一定的特色和藝術美，能夠反應區(qū)域文化和民俗特征。在新時期，用于建筑工程方面的輕質高強材料鐵、鋼材、鋁合金等等的出現(xiàn)和應用促進以桿件形式為主的穹頂結構快速發(fā)展（圖1.1中國國家大劇院、圖1.2天津市濱海新區(qū)于家堡高鐵站、圖1.3名古屋大型體育館、圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館等等）。其中，在有關方面研究較為深入，并取得一定成績的設計師為德國Schwedler，在結構方面采用薄殼穹頂，應用“經(jīng)緯結合，分部設計”的理念，將其分為緯向水平環(huán)線和經(jīng)向的肋，與此同時，使用斜桿改變原有的梯形內部結構，將其分割成兩個或者四個三角形，這樣一來，可以在一定程度上增強結構的穩(wěn)定性。在此基礎之上，一些專業(yè)人士對其進行不斷研究，20世紀50年代，網(wǎng)架結構主要為平板型或者微面型。我國在大跨空間網(wǎng)殼結構的使用方面還相對較少，歐洲一些國家使用較多，我國在有關方面的典型設計為首都機場四機位倉庫和天津體育中心體育館。圖1.1中國國家大劇院圖1.2天津新區(qū)高鐵站Figure1.1ChinaNationalGrandTheatreFigure1.2TianjinNewDistrictHigh-speedRailwayStation圖1.3名古屋體育館圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館Figure1.3NagoyaStadiumFigure1.4StockholmGlobeStadium,Sweden在建筑業(yè)快速發(fā)展的過程中，大跨空間網(wǎng)格結構應用范圍不斷增加，安全問題也不

第一章緒論1第一章緒論1.1課題研究背景、目的及意義建筑伴隨著人類社會的產(chǎn)生和發(fā)展而不斷發(fā)展，不僅需要滿足基本的使用要求，安全可靠，還需要滿足結構安全性，并具有一定的特色和藝術美，能夠反應區(qū)域文化和民俗特征。在新時期，用于建筑工程方面的輕質高強材料鐵、鋼材、鋁合金等等的出現(xiàn)和應用促進以桿件形式為主的穹頂結構快速發(fā)展（圖1.1中國國家大劇院、圖1.2天津市濱海新區(qū)于家堡高鐵站、圖1.3名古屋大型體育館、圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館等等）。其中，在有關方面研究較為深入，并取得一定成績的設計師為德國Schwedler，在結構方面采用薄殼穹頂，應用“經(jīng)緯結合，分部設計”的理念，將其分為緯向水平環(huán)線和經(jīng)向的肋，與此同時，使用斜桿改變原有的梯形內部結構，將其分割成兩個或者四個三角形，這樣一來，可以在一定程度上增強結構的穩(wěn)定性。在此基礎之上，一些專業(yè)人士對其進行不斷研究，20世紀50年代，網(wǎng)架結構主要為平板型或者微面型。我國在大跨空間網(wǎng)殼結構的使用方面還相對較少，歐洲一些國家使用較多，我國在有關方面的典型設計為首都機場四機位倉庫和天津體育中心體育館。圖1.1中國國家大劇院圖1.2天津新區(qū)高鐵站Figure1.1ChinaNationalGrandTheatreFigure1.2TianjinNewDistrictHigh-speedRailwayStation圖1.3名古屋體育館圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館Figure1.3NagoyaStadiumFigure1.4StockholmGlobeStadium,Sweden在建筑業(yè)快速發(fā)展的過程中，大跨空間網(wǎng)格結構應用范圍不斷增加，安全問題也不

第一章緒論1第一章緒論1.1課題研究背景、目的及意義建筑伴隨著人類社會的產(chǎn)生和發(fā)展而不斷發(fā)展，不僅需要滿足基本的使用要求，安全可靠，還需要滿足結構安全性，并具有一定的特色和藝術美，能夠反應區(qū)域文化和民俗特征。在新時期，用于建筑工程方面的輕質高強材料鐵、鋼材、鋁合金等等的出現(xiàn)和應用促進以桿件形式為主的穹頂結構快速發(fā)展（圖1.1中國國家大劇院、圖1.2天津市濱海新區(qū)于家堡高鐵站、圖1.3名古屋大型體育館、圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館等等）。其中，在有關方面研究較為深入，并取得一定成績的設計師為德國Schwedler，在結構方面采用薄殼穹頂，應用“經(jīng)緯結合，分部設計”的理念，將其分為緯向水平環(huán)線和經(jīng)向的肋，與此同時，使用斜桿改變原有的梯形內部結構，將其分割成兩個或者四個三角形，這樣一來，可以在一定程度上增強結構的穩(wěn)定性。在此基礎之上，一些專業(yè)人士對其進行不斷研究，20世紀50年代，網(wǎng)架結構主要為平板型或者微面型。我國在大跨空間網(wǎng)殼結構的使用方面還相對較少，歐洲一些國家使用較多，我國在有關方面的典型設計為首都機場四機位倉庫和天津體育中心體育館。圖1.1中國國家大劇院圖1.2天津新區(qū)高鐵站Figure1.1ChinaNationalGrandTheatreFigure1.2TianjinNewDistrictHigh-speedRailwayStation圖1.3名古屋體育館圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館Figure1.3NagoyaStadiumFigure1.4StockholmGlobeStadium,Sweden在建筑業(yè)快速發(fā)展的過程中，大跨空間網(wǎng)格結構應用范圍不斷增加，安全問題也不
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳志華;徐皓;王小盾;宋長江;高修建;;天津于家堡大跨度單層網(wǎng)殼結構設計與分析[J];天津大學學報(自然科學與工程技術版);2015年S1期

2 賀擁軍;孫軒;周緒紅;;張弦巨型網(wǎng)格結構布索方案研究[J];湖南大學學報(自然科學版);2015年05期

3 姜健;李國強;;結構抗連續(xù)性倒塌風險評估與設計——IStructE指南介紹[J];建筑結構;2015年04期

4 張月強;丁潔民;張崢;;大跨度鋼結構抗連續(xù)倒塌動力分析關鍵問題研究[J];建筑結構學報;2014年04期

5 馬俊玲;丁海平;;土層地震反應分析中不同阻尼取值的影響比較[J];防災減災工程學報;2013年05期

6 劉志欽;劉欽;馬乾瑛;;地震作用下網(wǎng)殼結構穩(wěn)定性分析[J];四川建筑科學研究;2013年04期

7 樓夢麟;邵新剛;;深覆蓋土層Rayleigh阻尼矩陣建模問題的討論[J];巖土工程學報;2013年07期

8 呂西林;蘇寧粉;周穎;;復雜高層結構基于增量動力分析法的地震易損性分析[J];地震工程與工程振動;2012年05期

9 蔡建國;王蜂嵐;馮健;張晉;馮飛;;大跨空間結構連續(xù)倒塌分析若干問題探討[J];工程力學;2012年03期

10 黃興淮;徐趙東;楊明飛;;多維地震下大跨網(wǎng)格結構倒塌分析與抗倒塌措施[J];東南大學學報(自然科學版);2012年01期

相關碩士學位論文 前5條

1 李文信;基于Xue-Wierzbicki損傷準則的鋼材本構及網(wǎng)殼結構損傷累積效應研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

2 傅本釗;立體桁架結構抗連續(xù)倒塌性能研究[D];天津大學;2017年

3 武嘯龍;大跨度張弦桁架結構連續(xù)倒塌數(shù)值模擬及試驗研究[D];東南大學;2016年

4 杜鍍;空間網(wǎng)殼結構動力穩(wěn)定性研究[D];鄭州大學;2015年

5 姚麗;800m超大跨凱威特型巨型網(wǎng)格結構靜力及穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

本文編號：2888347