检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：胡逸轩重庆大学

学位级别：硕士

掉层结构因其可更好的顺应山势并且减少填挖方在山地建筑中被广泛应用,随着国家对建筑钢结构的推广,越来越多的钢结构建筑应用在工程之中,同时已有学者开始关注掉层钢框架结构的研究。但已有对掉层结构以及钢结构在抗震性能、抗震设计... 详细信息

掉层结构因其可更好的顺应山势并且减少填挖方在山地建筑中被广泛应用,随着国家对建筑钢结构的推广,越来越多的钢结构建筑应用在工程之中,同时已有学者开始关注掉层钢框架结构的研究。但已有对掉层结构以及钢结构在抗震性能、抗震设计、抗震措施和抗倒塌能力等方面的研究成果对掉层钢框架结构的适用性还有待商榷。本文参考普通框架结构通过增设支撑可有效提高结构抗震性能的思想,提出“支撑—掉层钢框架结构”的概念,并对不同支撑布置方式的支撑—掉层钢框架结构的抗震倒塌性能进行定性研究。本文通过采用增量动力分析法,对不同掉层数的掉层钢框架结构以及不同支撑布置方式的支撑—掉层钢框架结构的抗震倒塌性能进行分析。考察了各算例单一地震动作用下的IDA曲线及地震易损性曲线的变化规律,并总结了各算例在所选定地震动强度下达到不同倒塌极限状态的概率;同时分析了各算例倒塌模式并统计了倒塌模式概率。主要研究工作及成果包括:(1)采用PKPM软件设计了4个原型结构,通过SAP2000建立对应的空间模型,并设计支撑布置方案建立了4个支撑—掉层钢框架结构模型,介绍了IDA分析方法、本文采用的倒塌判定标准与抗震倒塌能力分析指标。(2)通过对比单一地震动下的IDA曲线可得,普通钢框架结构与掉层钢框架结构IDA曲线初始阶段IM与DM接近线性变化,但之后掉层钢框架结构的掉层侧与上接地侧IDA曲线出现明显的“分叉”现象,掉层层数越多“分叉”现象越早且越明显。(3)对比8个算例的IDA分位曲线及易损性曲线,结果表明掉层钢框架结构随着掉层层数的增加,掉层侧抗倒塌能力逐渐提高,上接地侧抗侧倒塌能力逐渐降低,同时支撑的布置可有效提高支撑—掉层钢框架结构掉层侧以及上接地侧的抗倒塌能力,基本上随着支撑布置层数的增加结构的抗倒塌能力逐渐增加。(4)分析了各算例的倒塌概率矩阵DPM及倒塌储备系数CMR,得出在各水准地震动作用下,掉层钢框架掉层侧的破坏概率始终小于普通钢框架,且随着掉层数增加而减小;上接地侧的破坏概率始终大于普通钢框架,且随着掉层数的增加而逐渐增大;掉层钢框架设置支撑可有效提高结构抗震倒塌能力,减小地震倒塌概率,但支撑—掉层钢框架模型掉层侧倒塌概率并不随着支撑布置层数的增加而持续降低。(5)通过对各算例倒塌模式及倒塌概率的分析,发现普通钢框架结构的倒塌薄弱层出现在结构的第二层;以掉层侧倒塌极限状态为判定标准时掉层钢框架结构的倒塌薄弱层为掉层侧上部结构二层,以上接地侧倒塌极限状态为判定标准时结构上接地一层为薄弱层;支撑的布置对倒塌薄弱层的影响较小。

关键词：掉层钢框架结构支撑抗地震倒塌性能增量动力分析倒塌模式

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多维输入下大跨维修机库的地震响应研究

多维输入下大跨维修机库的地震响应研究

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作者：杨泽暨南大学

学位级别：硕士

由于现实生产中的需要,大跨度空间结构逐渐发展起来,因其具有良好的整体性、空间受力特点和经济性好等优点,它们在大型工程中得到了广泛的应用,如维修机库、展览馆和体育馆等。对于大跨空间结构,尤其是具有特殊支承条件的,一旦在地震中... 详细信息

由于现实生产中的需要,大跨度空间结构逐渐发展起来,因其具有良好的整体性、空间受力特点和经济性好等优点,它们在大型工程中得到了广泛的应用,如维修机库、展览馆和体育馆等。对于大跨空间结构,尤其是具有特殊支承条件的,一旦在地震中造成破坏就会给人民的生命财产带来极大的伤害,因此对该类大跨结构进行地震响应研究是具有重大的现实意义的。本文结合课题实际工程广州白云国际机场G3飞机维修库项目,对该支承条件为三边支承、一边自由的双层斜放四角锥网架大跨维修机库进行地震响应研究,掌握其在地震反应中的响应规律,为服役期维修机库的正常使用提供技术保障。主要工作内容如下:1、建立G3维修机库有限元模型,对其进行自振特性分析,得到结构的自振周期、频率、质量参与系数以及结构的主要振动形式;2、选取两条实际典型地震记录和一条人工合成地震,在多遇地震强度下采用时程分析法对G3维修机库进行三维一致和三维多点地震动输入的地震响应研究,分析比较G3维修机库在两种输入方式下的地震响应情况,探讨行波效应对其产生的影响;3、基于增量动力分析法,按照1(水平方向1):0.85(水平方向2):0.65(竖直方向)比例对G3维修机库进行三向地震激励输入,并逐步增大地震波的强度至G3维修机库发生倒塌,记录动力响应结果进行分析,归纳G3维修机库的倒塌模式,找到其可靠的薄弱部位。

关键词：大跨G3维修机库地震响应分析三维一致三维多点倒塌模式

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曲线独柱墩梁桥抗倾覆承载力计算理论研究

曲线独柱墩梁桥抗倾覆承载力计算理论研究

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作者：程波浙江工业大学

学位级别：硕士

独柱墩曲线梁桥具有众多优良特点被广泛应用于城市高架桥梁中,而近年来独柱墩桥梁事故的频发引起了人们的重视。然而截止目前,桥梁抗倾覆的设计还主要依托于刚体转动理论,由于误差过大,无法满足实际抗倾覆计算的需要,相关桥梁抗倾覆的... 详细信息

独柱墩曲线梁桥具有众多优良特点被广泛应用于城市高架桥梁中,而近年来独柱墩桥梁事故的频发引起了人们的重视。然而截止目前,桥梁抗倾覆的设计还主要依托于刚体转动理论,由于误差过大,无法满足实际抗倾覆计算的需要,相关桥梁抗倾覆的理论与验证研究已刻不容缓。本文主要做了以下四个方面研究:第一,通过对两座曲线梁桥倒塌现场残骸的调查研究,提出了独柱墩梁桥倾覆过程中的3种可能破坏模式,并对收集到的粤赣高速匝道桥倒塌现场痕迹进行了对比还原分析,在此基础上,进一步提出以所有抗扭支座失效(脱空)作为判断倾覆的准则;第二,基于能量法和力法推导出有效的曲线梁桥抗倾覆计算理论,通过对变形体箱梁、桥墩和支座三者之间的接触分析,在不考虑支座尺寸、考虑支座尺寸两种模式下分别建立了抗倾覆计算方法;第三,以粤赣高速匝道桥和津晋高速匝道桥为例,采用ABAQUS有限元软件建立接触模型,对上述理论进行了验证,并进一步进行了影响因素分析;最后,建立了一套供规范参考的独柱墩梁桥倾覆判断准则及相应的计算方法。

关键词：独柱墩曲线梁桥倒塌模式抗倾覆承载力计算

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不同强柱系数下钢框架的抗倒塌分析

不同强柱系数下钢框架的抗倒塌分析

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作者：李丹苏州科技大学

学位级别：硕士

从历次强烈地震之后的受灾情况来看，当结构遭遇到超过设防烈度过多的强烈地震时，部分结构不可避免的会发生倒塌来释放地震输入的能量。钢框架不同的倒塌模式对震后灾害的影响差别很大，当结构发生底层倒塌时整体结构都不会幸免于难，... 详细信息

从历次强烈地震之后的受灾情况来看，当结构遭遇到超过设防烈度过多的强烈地震时，部分结构不可避免的会发生倒塌来释放地震输入的能量。钢框架不同的倒塌模式对震后灾害的影响差别很大，当结构发生底层倒塌时整体结构都不会幸免于难，而发生其它的倒塌模式时震害就会有很大程度的减轻。本文采用IDA方法对所设计的具有不同强柱系数的钢框架的倒塌模式以及抗倒塌储备能力进行研究分析。主要包括以下几个方面的内容：\n 首先介绍有关钢框架结构的强柱系数、倒塌模式、倒塌标准、计算分析方法等基本概念、国内外针对上述问题的研究现状以及当前需要解决的重点问题等。\n 随后，按照我国抗震规范和 PKPM软件中 STS模块设计三组(三层、六层、九层)各十个具有不同强柱系数的钢框架模型进行增量动力时程分析，并统计各不同强柱系数下不同倒塌模式所对应的倒塌概率，然后对上述结果作出评价和分析。\n 最后，对上述模型采用美国 FEMA提供的抗倒塌储备系数(CMR)法进行抗倒塌储备能力的分析，并对上述分析结果进行横向（同层不同强柱系数）和纵向（相同强柱系数不同层数）的定量比较。最后比较了不同强柱系数下钢框架的超强、延性的变化规律，并初步分析了其原因。

关键词：强柱系数钢框架倒塌模式抗倒塌储备能力

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基于拆除构件法的钢筋混凝土曲线梁桥连续倒塌分析

基于拆除构件法的钢筋混凝土曲线梁桥连续倒塌分析

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作者：胡银银郑州大学

学位级别：硕士

随着城市交通的迅速发展,曲线梁桥已经成为城市道路网中不可或缺的立交桥型之一。作为重要的交通运输枢纽,曲线梁桥面临着撞击、爆炸等意外荷载的威胁,一旦因局部损伤引发连续倒塌,将会造成巨大的生命财产损失。鉴于意外荷载的不确定性... 详细信息

随着城市交通的迅速发展,曲线梁桥已经成为城市道路网中不可或缺的立交桥型之一。作为重要的交通运输枢纽,曲线梁桥面临着撞击、爆炸等意外荷载的威胁,一旦因局部损伤引发连续倒塌,将会造成巨大的生命财产损失。鉴于意外荷载的不确定性及连续倒塌的危害性,如何合理考虑意外荷载的影响并开展曲线梁桥连续倒塌研究具有重要的现实意义。本文采用拆除构件法,对曲线梁桥进行连续倒塌分析,研究桥墩发生初始破坏后剩余结构的受力性能及倒塌模式,为曲线梁桥抗连续倒塌设计提供依据。本文主要研究内容及结论如下:(1)参考建筑结构抗连续倒塌规范,根据曲线梁桥的结构特点,提出了适用于曲线梁桥结构的容许倒塌范围,结合构件失效准则可对曲线梁桥进行连续倒塌评估。(2)建立钢筋混凝土曲线梁桥有限元模型,基于拆除构件法,采用线性静力分析和线性动力分析进行曲线梁桥连续倒塌研究。通过逐步增大荷载的方法,对比线性动力与线性静力分析结果,给出了适合曲线梁桥的荷载动力放大系数的建议取值,其保守取值为2.0。(3)基于拆除构件法,采用非线性动力分析进行曲线梁桥连续倒塌评估,并研究桥墩失效的动力效应对结构内力的影响。结果表明,桥墩失效的动力效应对剩余结构内力产生较大的放大作用。根据不同工况,箱梁弯矩最大增长4.0～6.5倍,增长最大位置为失效跨内;桥墩轴力最大增长2.0～3.0倍,增长最大位置不仅是相邻桥墩,远端边墩也会出现大幅的瞬时增长。(4)根据塑性铰开展、上部结构位移、桥墩位移及损伤状态分析剩余结构的倒塌模式。结果表明,中墩失效的倒塌模式主要表现为桥面竖向倒塌和倾覆,梁体破坏形式主要为梁端塑性铰破坏;边墩失效的倒塌模式主要表现为边跨悬臂端折断,发生落梁破坏,进而撞击相邻桥墩,致使其严重破坏甚至倒塌,有引发多米诺骨牌式连续倒塌的风险。(5)进行线性分析和非线性动力分析结果对比。结果表明,线性分析具有分析简便、计算时间短且结果保守可靠的特点,但不能考察结构塑性铰开展和破坏形式;非线性动力分析结果准确,可以反映结构的破坏模式,但分析复杂,计算成本高。因此线性分析适用于结构安全的初步判断,对危险工况的深入分析需采用非线性动力分析。

关键词：曲线梁桥连续倒塌拆除构件法线性分析非线性动力分析动力放大系数倒塌模式

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索杆预张力结构连续倒塌非线性分析、评价与优化设计

索杆预张力结构连续倒塌非线性分析、评价与优化设计

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作者：刘毅杰温州大学

学位级别：硕士

针对索杆预张力结构缺乏有效的连续倒塌发展机理及各类杆件或节点在连续倒塌过程中的重要性评价方法研究现状,本文结合实际工程案例,对索杆预张力结构开展连续倒塌非线性分析、评价与优化设计研究,研究内容如下:基于ANSYS/LS-DYNA分析... 详细信息

针对索杆预张力结构缺乏有效的连续倒塌发展机理及各类杆件或节点在连续倒塌过程中的重要性评价方法研究现状,本文结合实际工程案例,对索杆预张力结构开展连续倒塌非线性分析、评价与优化设计研究,研究内容如下: 基于ANSYS/LS-DYNA分析平台、采用全动力等效荷载瞬时卸载动力分析方法,研究了索杆预张力结构在局部损伤后的连续倒塌全过程动力响应及倒塌模式,并提出了基于倒塌模式的杆件重要性分类方法。提出杆件重要性系数评价方法,分析了各类杆件重要性系数在不同结构设计参数下的变化特点,并进一步研究了各类杆件重要性系数与其杆件重要性类别及移除该杆件引发的相应倒塌模式的关系,基于此提出了划分杆件性质的杆件重要性系数临界值。提出基于ANSYS/LS-DYNA和MATLAB交互算法的联合分步优化设计方案,首先以结构鲁棒性为优化目标,实现对结构的整体优化;再通过关键构件的重要性系数实现结构的局部优化;最终得到抗连续倒塌性能最佳的结构设计方案。

关键词：索杆预张力结构连续倒塌动力响应倒塌模式杆件重要性参数分析优化设计

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CS板式结构体系整体性及倒塌性研究

CS板式结构体系整体性及倒塌性研究

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作者：张鸣天津大学

学位级别：硕士

CS板式住宅结构体系是针对我国墙体改革及住宅产业化要求而发展起来的,它在生产和使用过程中具有减轻墙体自重,提高对地震的防御能力,增强保温节能效果,简化施工方法的优点。本文对这种新型保温节能混凝土夹芯板式结构的整体性能及倒塌... 详细信息

CS板式住宅结构体系是针对我国墙体改革及住宅产业化要求而发展起来的,它在生产和使用过程中具有减轻墙体自重,提高对地震的防御能力,增强保温节能效果,简化施工方法的优点。本文对这种新型保温节能混凝土夹芯板式结构的整体性能及倒塌模式进行了初步的研究。天津大学2005级、2006级硕士研究生曾分别设计制作了具有不同边缘构件的1:2.8的新型CS板式房屋结构模型,并对其进行了水平低周反复荷载试验和动力试验,并从试验的角度上论证了该结构的抗震性能。本文在此基础上,进一步研究两种具有不同边缘构件的模型结构的整体性能;研究两种模型结构在弹塑性情况下的变形能力、耗能能力及各构件的协同工作能力等,分析结构的破坏机理,归纳总结出CS板式结构体系的倒塌模式,并找出薄弱部位,提出改进优化的措施,从而为实际设计应用提供理论依据;根据动力特性测试及低周反复荷载试验的结果,具体的分析出两种结构抗震能力的优劣,是否符合规范要求,以及适用于何种情况;运用ANSYS有限元软件,根据试验对象,创建合理的有限元模型,对其进行单调推覆分析及时程分析,并用ANSYS分析的结果校核上述试验分析结果,找出差距存在的原因。最后,总结CS板式结构体系的整体性能与抗震能力,并提出实际设计过程中应注意的内容,为下一步的研究和工程应用奠定基础。

关键词： CS板式结构体系整体性能抗震能力倒塌模式单调推覆分析时程分析

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空间掉层钢框架抗地震倒塌能力研究

空间掉层钢框架抗地震倒塌能力研究

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作者：钟明松重庆大学

学位级别：硕士

随着可开发平地面积的减少、强震作用的频繁出现,山地掉层建筑的受力性能得到广泛关注,但是目前仅局限于钢筋混凝土掉层。经过大量的研究发现,钢结构的综合经济效益是比较明显的,国家也在“十三五”规划中明确提出将大力扶持钢结构建筑... 详细信息

随着可开发平地面积的减少、强震作用的频繁出现,山地掉层建筑的受力性能得到广泛关注,但是目前仅局限于钢筋混凝土掉层。经过大量的研究发现,钢结构的综合经济效益是比较明显的,国家也在“十三五”规划中明确提出将大力扶持钢结构建筑,基于此,“掉层钢框架”的概念应运而生。现有的掉层结构研究已在抗震性能、抗震设计、抗震措施和抗倒塌能力等方面有了深入的认识,但是掉层钢框架是否具有相同的抗震规律还有待斟酌。因此有必要对掉层钢框架进行定量分析,通过与空间普通钢框架对比发现掉层钢框架存在的问题,并为今后掉层钢框架的抗震设计、安全性能评估和地震灾害损失的预测提供参考依据。为了研究掉层钢框架在强震作用下的抗地震倒塌能力,本文按照我国现行针对普通钢框架的规范共设计6个钢框架模型,包括1个普通钢框架和5个掉层钢框架。另外,为了分析不同坡向的抗倒塌性能,再增加普通钢框架和掉一跨一层钢框架的横坡向算例,共计8个算例。采用增量动力分析对各算例进行研究,考察了不同掉层数、不同掉跨数和不同坡向等因素在各极限状态下IDA曲线和易损性曲线等的变化规律。最后,本文对各算例进行了倒塌模式的研究,并计算了各算例在不同楼层发生倒塌的概率。通过本文研究,得到的主要结论如下:（1）本文将所有算例的IDA曲线划分为三种类型:软化型、交替型和硬化型。三类曲线的起始段均为直线,意味着结构处于未屈服状态;随后由于结构动力响应不一致,使得各模型的层屈服机理不一致,导致弹塑性阶段存在差异。（2）对比不同掉层数钢框架模型,研究发现,对于IDA50%分位曲线的倒塌点分析和易损性曲线中倒塌概率为50%对应的谱加速度值分析这两个方面,掉层钢框架的抗震规律较为一致。具体表现为:对于掉层侧,掉层数越多,掉层侧的抗倒塌能力越好,甚至掉层数占总楼层高的33%50%附近时,掉层侧的抗倒塌能力开始反超普通钢框架;对于上接地侧,掉层数越多,上接地侧的抗倒塌能力越弱。然而,倒塌储备系数分析与前面两方面存在差异,表现为掉层侧的抗倒塌安全储备随掉层数的增大而减小。（3）对比不同掉跨数钢框架模型,研究发现,在IDA50%分位曲线的倒塌点分析、易损性曲线中倒塌概率为50%对应的谱加速度值分析和倒塌储备系数分析这三个方面,掉层钢框架的抗震规律较为一致。具体表现为:对于掉层侧,当掉跨数占比小于总楼跨度的50%左右时,掉层侧的抗倒塌能力和抗倒塌安全储备是弱于普通钢框架的,且掉跨数越多越弱;当掉跨数占比超过总楼跨度的50%左右时,掉层侧有所改善,但还是弱于普通钢框架。对于上接地侧,掉跨数越多,上接地侧的抗倒塌能力和抗倒塌安全储备越弱。（4）由于掉层框架存在上接地薄弱层,且扭转效应显著,导致普通钢框架的抗地震倒塌能力高于掉层钢框架。对于掉层钢框架的抗倒塌安全储备,在纵坡向,掉层侧高于上接地侧,而横坡向,掉层侧低于上接地侧。这表明掉层钢框架不同坡向的倒塌破坏模式存在差异,建议在掉层钢框架设计时应同时考虑两坡向的抗震分析。（5）按上接地侧考虑时,掉层钢框架上接地一层为最主要的倒塌薄弱层,而其它楼层出现倒塌的情况较少,因此结构的抗地震倒塌能力几乎完全由上接地一层决定,建议在结构抗震设计时也更应加以重视。此外,按掉层侧考虑时,掉层钢框架上接地二层为最主要的倒塌薄弱层,其中不同掉跨数模型的倒塌模式相近,而不同掉层数模型将出现新的倒塌模式。

关键词：掉层钢框架空间结构抗地震倒塌能力增量动力分析倒塌模式

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立体高层停车结构的性能分析

立体高层停车结构的性能分析

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作者：王建民天津大学

学位级别：硕士

高层钢结构立体停车库是目前解决城市停车困难的主要方法之一，具有整体立面美观，占地面积较小，存储量大以及结构性能稳定安全等优势。立体车库的主要的承重部分为没有楼板的钢框架结构，因而其侧向刚度较小且梁柱容易发生失稳破坏。... 详细信息

高层钢结构立体停车库是目前解决城市停车困难的主要方法之一，具有整体立面美观，占地面积较小，存储量大以及结构性能稳定安全等优势。立体车库的主要的承重部分为没有楼板的钢框架结构，因而其侧向刚度较小且梁柱容易发生失稳破坏。因为立体停车库结构一般建造在商业中心或繁华区域，所以其底层某一承重柱的失效可能会引起较大的人员伤亡及经济损失。因而对于高层钢结构立体停车库的研究就显得较为重要。\n 高层钢结构立体停车库的主要荷载来源于结构的自重和车辆荷载，其中车辆荷载作为活荷载其布置的位置和数量的随机性较大，因此车辆布置工况是不可忽视的一环。本文应用正交试验表从上千种车辆布置工况中选择了两百多种代表性工况作为其研究的主要工况。对结构进行连续倒塌分析时，采用了考虑结构初始变形的瞬时抽柱法，底层柱的失效时间根据相关文献取为剩余结构自振周期的0.1倍；结构的失效准则采用机构准则和美国GSA设计准则的相关规定来分别判定结构是否转变为瞬变体系和构件是否失效。本文在研究高层钢结构立体停车库的倒塌模式时，选用了两种代表性车辆布置工况即结构中布满车辆和只在结构失效柱一侧布满车辆，同时考虑了5种不同的底层柱失效方式。通过对在不同的车辆布置工况和底层柱失效方式下剩余结构的倒塌模式的研究发现，剩余结构的倒塌主要是由于底层柱的应力达到屈服应力形成足够数量的塑性铰引起的，对于不同的底层柱失效方式其剩余结构的抗倒塌能力不同。\n 由立体停车结构的倒塌模式可知，可以通过提高立体车库底层柱的承载力来提高其抗连续倒塌性能，因而本文分别对10，14和18层立体停车库剩余结构底层柱的竖向轴力放大系数进行了相应的研究并得到底层各根柱的竖向轴力放大系数的最大值。当立体车库的层数介于10和14或者14和18之间时，可通过线性插值近似得到其底层柱竖向轴力放大系数的最大值。在进行立体停车库设计时可以把底层柱的原竖向轴力设计值与放大系数的乘积作为新的竖向轴力设计值，以此提高立体停车库抗连续倒塌性能。

关键词：立体停车库钢结构倒塌模式竖向轴力放大系数

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考虑下部结构的单层球面网壳倒塌机理

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建筑·建材·装饰 2018年第12期 155-157页

作者：江虹葛金刚丁阳天津市市政工程设计研究院天津300392 天津大学建筑工程学院天津300392

采用考虑损伤累积的混合强化材料本构模型,考虑杆件失稳及失稳后行为,考虑下部结构,以40m跨单层球面网壳为研究对象,分析了网壳倒塌过程中能量变化.以能量平衡为倒塌判别准则,分析了强震作用下网壳结构倒塌机理.提出强震作用下单层球面... 详细信息

采用考虑损伤累积的混合强化材料本构模型,考虑杆件失稳及失稳后行为,考虑下部结构,以40m跨单层球面网壳为研究对象,分析了网壳倒塌过程中能量变化.以能量平衡为倒塌判别准则,分析了强震作用下网壳结构倒塌机理.提出强震作用下单层球面网壳的三种倒塌破坏模式:局部破坏、第一类整体破坏和第二类整体破坏,并分析了三种倒塌模式的破坏机理.对网壳结构倒塌时最大节点位移进行分析,结果表明强震下40m跨单层球面网壳倒塌时最大位移与跨度比值大于1/400.

关键词：球面网壳下部结构损伤累积杆件失稳能量平衡倒塌模式

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