单层网壳结构中圆钢管的滞回性能研究

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由于材料利用合理、刚度大、抗扭性能好等优势,圆钢管被大量应用于网壳等空间结构中。随着网壳结构在我国日益广泛的应用,它的抗震性能研究越来越重要,作为主要杆件形式的圆钢管的滞回性能研究也成为必要。单层网壳结构中圆钢管构件的长细比较大,不仅承受较大的轴力作用,还要承受弯矩和剪力。在地震动作用下,轴力、弯矩都发生显著变化。因此本文分别对常、变轴力作用下单层网壳结构中圆钢管构件进行滞回性能进行了研究。本文运用有限元分析软件ANSYS的SHELL181板壳单元建立了圆钢管数值分析模型,并对此模型应用于圆钢管构件在循环弯矩作用下滞回性能分析的正确性做出验证。对单层网壳结构中圆钢管构件在常轴力、循环弯矩作用下的滞回性能进行了大量分析。通过对构件滞回曲线、骨架曲线、极限承载力、延性系数及能量耗散系数的分析,探讨了长细比、径厚比、轴压比等参数对构件滞回性能的影响以及一些建议取值。对变轴力加载方式进行了初步探讨,并对规则变轴力作用下圆钢管压弯构件的滞回性能进行大量的数值计算,从而获得了构件的承载力、延性、耗能等性能指标,讨论了圆钢管构件在变轴力作用下的滞回性能特点、轴力变化幅值对构件滞回性能的影响。最后,从承载力、延性、耗能等角度对比分析了常、变轴力作用下圆钢管压弯构件滞回性能规律。
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