單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)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(yīng)用于人流密集的大型公共建筑中。這類結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(wǎng)殼結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(wǎng)殼結(jié)構(gòu)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(nèi)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(wǎng)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(jié)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(chǔ)上考慮桿件缺陷后結(jié)構(gòu)的極限荷載繼續(xù)降低,降低比例均在10%以內(nèi)。初始缺陷使結(jié)構(gòu)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(wǎng)殼,考慮初始缺陷前后結(jié)構(gòu)的破壞模式?jīng)]有改變。（2）建立跨度80m、不同矢跨比的K6型單層球面網(wǎng)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(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)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(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展
    1.3 單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強震失效機理研究現(xiàn)狀
        1.3.2 單層網(wǎng)殼初始缺陷研究現(xiàn)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(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有限元模型建立
    2.1 OpenSEES軟件簡介
        2.1.1 概述
        2.1.2 架構(gòu)體系
    2.2 材料、截面、單元類型介紹
        2.2.1 鋼管材料本構(gòu)
        2.2.2 截面恢復(fù)力模型
        2.2.3 單元類型
    2.3 單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有限元模型
        2.3.1 建模過程
        2.3.2 無缺陷單層柱面網(wǎng)殼時程分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 強震下初始缺陷對單層柱面網(wǎng)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(jié)
第4章 強震下初始缺陷對單層球面網(wǎng)殼極限荷載的影響研究
    4.1 球面網(wǎng)殼計算參數(shù)
    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(jié)
第5章 單層柱面網(wǎng)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(shè)計
        5.1.2 鋼管材性試驗
        5.1.3 測點布置及數(shù)據(jù)采集
        5.1.4 加載方案
    5.2 試驗過程及現(xiàn)象
        5.2.1 動力特性測試
        5.2.2 常遇地震作用階段結(jié)果分析
        5.2.3 強地震作用階段結(jié)果分析
    5.3 試驗數(shù)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(yīng)
        5.3.4 塑性發(fā)展過程
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀碩士學(xué)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(wǎng)殼地震響應(yīng)影響研究[J]. 楊大彬,吳金志,王天佳,胡明娜,李思遙.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2018(03)
[2]單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)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(xué). 2015(07)
[3]單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)學(xué)報. 2015(06)
[4]考慮桿件缺陷單層網(wǎng)殼動力穩(wěn)定分析[J]. 王尚麒,孫建恒,王國棟,馬騰飛.  河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(02)
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[6]網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強震失效機理關(guān)鍵理論問題[J]. 范峰,支旭東.  工業(yè)建筑. 2015(01)
[7]網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失效機理研究現(xiàn)狀[J]. 劉文政,孫會社,于立強.  工業(yè)建筑. 2014(S1)
[8]網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)學(xué)報. 2014(06)
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[10]單層球殼模型結(jié)構(gòu)振動臺試驗研究[J]. 葉繼紅,潘銳.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2013(04)

碩士論文
[1]面向?qū)ο箝_放程序OpenSees在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析中的應(yīng)用與初步開發(fā)[D]. 凌炯.重慶大學(xué) 2004



本文編號：3192883