【摘 要】
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弦支穹顶结构在强震下的性态和强震下的动力性能是结构分析中的重要课题。目前,理论上仍有两方面的问题:一方面是计算模型中采用过于简单的钢材本构关系,从而导致动力失效模
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弦支穹顶结构在强震下的性态和强震下的动力性能是结构分析中的重要课题。目前,理论上仍有两方面的问题:一方面是计算模型中采用过于简单的钢材本构关系,从而导致动力失效模式、失效机理等难以反映出结构的真实情况,另一方面是数值模型过于简化,不足以模拟结构的实际反应。针对第一个问题,本文引入考虑材料损伤的应变-损伤耦合本构模型,然后采用双线性本构模型和应变-损伤耦合本构模型,对一个八点支承的弦支穹顶结构进行了不同地震加速度下的全过程动力时程分析。通过两种材料模型的对比,得出采用应变-损伤耦合本构模型的重要性。通过对采用应变-损伤耦合本构模型结构的最大位移、塑性杆件数、杆件的应变能密度和动能密度、构件应力及应力变化率等物理量的分析考察,初步探明了该弦支穹顶的失效模式、失效特征等动力特性。针对第二个问题,本文通过对承受轴力和弯距共同作用的焊接球节点的有限元分析,得到考虑材料损伤的不同轴力作用下的焊接球节点M-θ滞回曲线,建立节点半刚性模型。在此基础上,进一步全面探索了强震下节点半刚性、节点刚域及材料损伤等对弦支穹顶静动力性能的影响。通过以上研究,得到如下结论:1.在进行强震下弦支穹顶结构的动力失效全过程分析中应引入应变-损伤耦合本构模型、考虑节点半刚性及节点刚域的影响2.材料损伤和节点半刚性都能使结构刚度更趋向均匀,内力重新分配,从而使结构延性变大。3.材料损伤、节点半刚性及节点刚域可能引起弦支穹顶失效位置及失效模式的改变。4.本弦支穹顶存在两个刚度薄弱部位,即中心单层网壳部位和靠近支座的第二环处节点部位,因竖压杆的弹性支承作用,弦支穹顶刚度不太均匀。
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