多点输入下大跨度网壳结构地震响应分析

论文摘要

随着经济的发展和现代建筑的需要,大跨度网壳结构在国内外的应用越来越广泛,同时结构跨度也越来越大。地震动本身是一个非平稳的随机过程,考虑到行波效应及结构空间性对地震波波动的影响,大跨度结构各支承点处输入的地震波是各不相同的,为此考虑多点输入的大跨度空间结构的地震响应分析是非常必要的。本文主要采用时程分析方法,对大跨度网壳结构在地震动多点输入和一致输入下的动力响应进行分析和比较。首先,对空间相关多点地震动合成理论做了细致的推导,并编制相应的程序。其次,选取了跨度为90m网壳在3种网壳形式,4种矢跨比及2种视波速情况,在一维地震作用下,一致输入和多点输入动力响应分析,总结了随着网壳形式和矢跨比的变化,大跨度网壳结构在一致输入和多点输入下的结构杆件内力的变化特性,并具体分析其中某一结构支座剪力和结构基底剪力变化特性。第三,分析了以上模型在多点输入下结构杆件拟静力的特性,并主要考察结构形式、矢跨比等因素对一维多点输入下结构地震响应时杆件拟静力的变化规律。本课题的研究表明,对于大跨度空间网壳而言,一些特殊结构形式的大跨度网壳结构,考虑强震时多点输入的影响是必要的,并且随着空间结构形式、矢跨比的变化,结构的地震响应具有明显的变化规律,这可以为大跨度网壳的抗震概念设计提供理论指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 多点输入抗震分析研究现状
• 1.3 空间相关地震动模拟现状
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 多点输入相关计算理论
• 2.1 多点输入时程分析方法
• 2.1.1 运动方程的建立
• 2.1.2 运动方程的求解
• 2.2 多点输入时大跨度空间结构的拟静力分析
• 第三章 空间相关多点地震动时程模拟
• 3.1 空间相关的地震地面运动特性
• 3.1.1 相干模型
• 3.1.2 行波效应
• 3.1.3 地震动强度包络函数
• 3.2 空间相关多点地震动数值方法
• 3.2.1 数值理论分析
• 3.2.2 时程函数转换分析
• 3.2.3 MATLAB软件的程序实现
• 3.3 地震动模拟实例
• 3.3.1 地震动参数选取
• 3.3.2 地震动模拟及可靠性验证
• 3.4 本章小结
• 第四章 大跨度空间结构在多点输入下动力响应
• 4.1 柱壳（周边支承）
• 4.1.1 结构计算模型及验证
• 4.1.2 多点输入与一致输入下结构杆件内力分析
• 4.1.3 多点输入与一致输入下结构支座剪力分析
• 4.2 柱壳（双边支承）
• 4.2.1 结构计算模型
• 4.2.2 多点输入与一致输入下结构内力分析
• 4.2.3 多点输入与一致输入下结构支座剪力分析
• 4.3 球壳
• 4.3.1 结构计算模型
• 4.3.2 多点输入与一致输入下结构内力分析
• 4.3.3 多点输入与一致输入下结构支座剪力分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 拟静力在动力响应中的影响分析
• 5.1 柱壳（周边支承）
• 5.2 柱壳（双边支承）
• 5.3 球壳
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况