单层组合网壳考虑下部结构的减震性能分析

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:water11
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近三、四十年人们对建筑物消能、减震能力的提高已经做了巨大努力,并取得了显著的成果,这一成果中最让人们引以关注的是“结构的保护系统”。人们跳出了增强梁、柱、墙刚度提高抗振能力的传统观念,依靠结构动力性能方面的特点和消能减震体系巧妙的避免或减小地震破坏。而屈曲约束支撑(Buckling-Restrained-Brace)就是这样一种消能减震的支撑体系。BRBs是由可屈服芯材、无粘结可膨胀材料、外层套筒三部分组成,内核钢支撑在拉力和压力作用下可以达到充分屈服,具有很好的延性,滞回曲线稳定饱满,而低屈服点的BRBs在小位移时即能屈服耗能。单层组合网壳是由两个半球壳和一个柱面网壳组合而成的,这种网壳具有较强的实用性。本文对其下部结构的考虑,使研究更接近于实际,更有利于应用。而在地震等动力作用下,对考虑下部结构时单层组合网壳的力学性能以及如何减震等问题的研究在国内外仍处于起步阶段。本文主要进行了以下工作:首先,本文根据网壳的组成和杆件连接规律编程,实现自动化建模,由稳定承载力近似相等的原则对拟分析的网壳进行截面选择和网格划分,对网壳分别进行静、动力分析,掌握结构变形特征、节点位移分布规律等。其次,对单层组合网壳是否考虑下部结构的两种计算模型进行了自振振型下的模态比较,并对结构在El-Centro地震波作用下进行动力响应分析,给出下部结构长细比对结构的影响规律,可知下部结构对结构整体的影响不可忽略。再次,对有下部结构单层组合网壳结构利用屈曲约束支撑的减震方法做了初步研究,提出此种结构的四种支撑布置方式;利用ANSYS有限元软件进行具体的结构分析,对计算结果进行统计和归纳总结,得出节点位移和杆件轴力减震规律及耗能状况,通过对比对减震系统工作性能作出评价,可知合理布置屈曲约束支撑的网壳结构减震效果较好;文中还将不同矢跨比和不同地震波输入时对有屈曲约束支撑单层组合网壳的影响进行了分析。最后,在第三种屈曲约束支撑布置方式(BRB3)的基础上讨论了下部结构附加支撑对结构的减震影响,得出在下部结构中BRBs的减震效果。本文提出的网壳内屈曲约束支撑布置方式和柱间支撑布置可用于其它形式的单层组合网壳减震分析,对单层组合网壳的相关研究结论可用于工程设计,也为进一步的单层组合网壳减震研究提供参考。
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