【摘要】：近年來,空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)逐漸受到工程師的青睞,被廣泛應(yīng)用于大型公共建筑中,如體育場(chǎng)館、會(huì)展中心以及機(jī)場(chǎng)航站樓等。其作為一個(gè)地區(qū)甚至一個(gè)國(guó)家的標(biāo)志具有非常重要的政治和經(jīng)濟(jì)意義。地震是一種破壞性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害,能夠造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,帶來十分嚴(yán)重的社會(huì)影響。大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)因其卓越的抗震性能,往往成為地震災(zāi)害發(fā)生后群眾的避難所。然而,一些空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震的作用下也遭受了不同程度的破壞甚至倒塌。即使地震后的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)并未發(fā)生局部或者整體倒塌,震后的修復(fù)費(fèi)用也相當(dāng)龐大,結(jié)構(gòu)功能失效衍生的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響等非直接損失往往更為嚴(yán)重。隨著鋁合金材料應(yīng)用于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)越來越廣泛,鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)抗震性能及失效機(jī)理等研究顯得尤為重要。因此,開展鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震失效機(jī)理以及地震易損性研究,確保鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安全性能,減少鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震破壞的經(jīng)濟(jì)損失已成為空間結(jié)構(gòu)理論研究的重要工作。本文正是基于這樣的背景系統(tǒng)開展單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震失效機(jī)理及地震易損性研究,主要內(nèi)容如下:(1)單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)震失效特征分析首先,本文利用大型通用有限元軟件ABAQUS建立了單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的有限元分析模型,采用了基于ABAQUS二次開發(fā)的子程序(UMAT)編制適用于空間結(jié)構(gòu)的鋁合金材料本構(gòu)模型;其次,對(duì)典型的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)震失效特征分析,得到了強(qiáng)震作用下鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特征響應(yīng);最后,通過大規(guī)模參數(shù)分析,考察了單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震失效特征響應(yīng)隨不同參數(shù)(矢跨比、桿件截面、屋面荷載等)的變化規(guī)律,獲得了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)強(qiáng)震失效特征響應(yīng)的影響規(guī)律。(2)單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)震失效機(jī)理首先,通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量統(tǒng)計(jì)分析,根據(jù)單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的典型失效特征,獲得了該類結(jié)構(gòu)的強(qiáng)震失效模式;然后,考慮影響單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失效模式的特征響應(yīng)(1P桿件比例、8P桿件比例、相對(duì)最大節(jié)點(diǎn)位移等),提出了基于結(jié)構(gòu)特征響應(yīng)的強(qiáng)震失效判別方法;最后,利用模糊數(shù)學(xué)中的模糊綜合判別方法,建立了單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震失效模式模糊判別的數(shù)學(xué)模型,提出了單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)震失效模式判別準(zhǔn)則。(3)單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的地震易損性研究首先,系統(tǒng)闡述鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震易損性的分析原理,基于對(duì)大量算例中強(qiáng)震失效特征響應(yīng)的統(tǒng)計(jì),利用MATLAB軟件擬合了單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的地震損傷模型;其次,建立了單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震損傷分類標(biāo)準(zhǔn),給出了鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地震易損性分析基本步驟;最后,通過所建立的地震損傷模型和破壞等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)典型的單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震作用下的易損性分析,獲得了地震易損性曲線及影響規(guī)律,為單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論提供依據(jù)。
【圖文】：

e.南京牛首山的佛頂宮 f.中國(guó)現(xiàn)代五項(xiàng)賽事中心圖 1-1 鋁合金大跨度空間結(jié)構(gòu)Fig. 1-1.Aluminum alloy large span spatial structure地震是一種破壞性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害，，能夠造成巨大的人員傷亡和物質(zhì)財(cái)富損

圖 2-2 單層球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)編號(hào)示意圖m of single-layer spherical aluminum alloy retic球面鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，因此在非線性分及大變形等參數(shù)。通過分析選取了 Be
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU399

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2703918