基于三维多模态Pushover方法的网壳结构抗震性能评估

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:amperezh
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带下部支承的网壳结构是一种常见的空间结构,由上部屋盖和下部支承结构共同组成,该结构被广泛应用于体育场馆、机场航站楼等重要的公共基础设施。近年来,全球各地强震频发,造成的震害损失和社会影响十分巨大。我国又是世界上地震灾害最为严重的国家之一,带下部支承的网壳结构作为一种重要的公共基础建筑,其安全性能的预估以及灾后进行快速损伤评估都非常重要。本文将在现有研究基础上,提出一种适用于网壳结构的三维Pushover方法,使用该方法计算网壳结构的地震响应,验证其可行性和准确性,同时使用该方法对网壳结构的易损性进行了研究。主要展开的工作有以下几方面:(1)网壳结构建模与主导振型识别:利用SAP2000和ABAQUS软件,完成了考虑材料累积损伤的带下部支承的双层柱面网壳结构和K8单层球面网壳结构的精细化建模。通过计算平均模态应变能系数并将其作为判断振型贡献的依据,确定结构的主导振型,并分析了网壳结构主导振型的分布规律。(2)基于主导振型的三维多模态Pushover方法(DMPA)研究:在已有的网壳结构主导振型的基础上,提出基于主导振型的三维荷载分布模式。通过理论推导建立网壳结构各阶主导振型的等效非线性单自由度体系,对各阶主导振型的等效单自由度体系进行Pushover推覆分析,确定等效单自由度体系的性能点,并通过近似组合方法得到结构的地震响应结果。将该方法的计算结果与非线性动力分析结果对比,验证该方法的准确性和合理性。(3)基于DMPA方法的网壳结构易损性研究:使用DMPA方法,对结构进行地震需求计算,并对上下部结构易损性分别分析,建立各自的地震易损性函数。通过引入表征上下部结构相关性的条件关联系数建立带下部支承的网壳结构的易损性函数,并在最后分析了长宽比和矢跨比对网壳结构易损性的影响。
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