多点地震动激励下新型网壳减震体系的性能研究

论文摘要

随着大跨度结构的发展,网壳结构作为一种非常普遍的大跨结构形式被越来越多的用于建筑中,而大跨度结构的抗震性能也越来越得到人们的研究和关注。近年来,屈曲约束支撑(BRBs)作为一种良好的减震耗能构件越来越受到学者的关注和研究,虽然其在大跨度结构中的应用尚处在研究分析阶段,但在网壳中设置约束屈曲支撑而形成的新型网壳减震体系具有很好的前景和工程意义。由于网壳结构自身形式多样、造型复杂多变等特点,人们对其抗震性能的研究认识仍不够,减震设计也没有得到完美的解决,特别是由于网壳结构的跨度较大,地震效应对其的影响具有一定的空间性,而我国现行规范对网壳结构抗震设计分析仍采用的是一致平稳激励法,具有一定的局限性,因此,对大跨度网壳结构在非平稳多点地震动激励下的抗震性能研究具有十分重要的工程意义。本文主要研究了带有约束屈曲支撑的单层网壳新型减震体系在多维多点地震动激励下的抗震性能,主要内容包括：1、应用ANSYS有限元软件,建立K8型单层球面网壳模型,在考虑下部结构共同工作的基础上对其进行静力及动力分析,以便得出BRBs的最佳布置位置。2、对带有约束屈曲支撑的新型减震体系进行地震动一致输入下的动力分析,得到其在一致输入下的动力性能及减震效果。3、多点激励下,并考虑各项影响因素,包括跨度、下部结构及行波效应等,分别对体系进行地震动下的动力分析,得到该体系在地震动多点输入各种工况下的动力性能,并与一致输入下的性能进行对比。结果表明,无论在地震动一致输入还是多点激励下,约束屈曲支撑在网壳中都有良好的减震效果,而考虑地震动多维多点激励时,体系的地震响应与一致输入时有明显的不同,因此,对地震区大跨度网壳结构进行设计分析时,考虑地震动的多点激励将更加准确、更接近实际。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 网壳的发展现状
• 1.2.2 屈曲约束支撑的研究现状
• 1.2.3 多点地震动输入的研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 约束屈曲支撑的工作原理及性能
• 2.1 约束屈曲支撑的工作原理及组成
• 2.2 约束屈曲支撑的力学性能
• 2.3 本章小结
• 第三章 多维多点地震动输入的时程分析法
• 3.1 多点地震动输入的基本理论
• 3.1.1 多点地震动输入的基本动力方程
• 3.1.2 结构分析方法
• 3.2 大质量法的基本原理
• 3.3 多点地震动输入在分析软件中的实现
• 3.4 ANSYS程序抗震分析的流程
• 第四章 单层球面网壳新型减震体系的基本性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 结构模型及计算参数
• 4.3 带约束屈曲支撑的单层网壳新型减震体系的基本性能
• 4.3.1 单层网壳结构自振特性分析
• 4.3.2 约束屈曲支撑的布置原则及布置方式
• 4.3.3 一致激励下新型网壳减震体系的性能
• 4.4 本章小结
• 第五章 多点地震动输入下单层球面网壳
• 5.1 单向与三向地震动多点激励下体系的减震性能分析
• 5.2 多点激励下下部结构对结构抗震性能的影响
• 5.3 多点激励下不同跨度模型的动力时程分析
• 5.4 多点激励下行波效应对体系减震效果的影响
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A:攻读学位期间发表的学术论文目录