基于opensees的单层球面网壳地震易损性研究

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1、硕士学位论文基于OpenSees的单层球面网壳地震易损性研究RESEARCHONSEISMICFRAGILITYOFSINGLE-LAYERRETICULATEDDOMESBASEDONOPENSEES李玲芳哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU393.3学校代码：10213国际图书分类号：624.014密级：公开工学硕士学位论文基于OpenSees的单层球面网壳地震易损性研究硕士研究生：李玲芳导师：范峰教授副导师：支旭东教授申请学位：工学硕士学科：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年

2、6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU393.3U.D.C:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSEISMICFRAGILITYOFSINGLE-LAYERRETICULATEDDOMESBASEDONOPENSEESCandidate：LiLingfangSupervisor：Prof.FanFengAssociateSupervisor：Prof.ZhiXudongAcademicDegree

3、Appliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructuralEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要网壳结构的地震易损性分析可以预测其在不同强度等级的地震作用下发生各级损坏的概率，是评定网壳结构地震可靠性和预测其地震震害的基础，对网壳结构的抗震设计具

4、有重要的应用价值。本文率先基于OpenSees平台开展了网壳结构的地震易损性研究，主要研究内容和成果如下：1.实现了网壳结构在OpenSees平台上的有限元建模。分别在SAP2000、OpenSees和Abaqus软件平台上建立了相同结构参数的单层球面网壳，比较了基于三个平台的静力分析、模态分析和时程分析结果，表明OpenSees软件在网壳结构抗震分析方面与其它两个软件有着较高的吻合程度，适合进行网壳结构的抗震分析。2.阐述了OpenSees平台上网壳结构地震易损性分析的原理和步骤，编制了MATLAB程序实现

5、了网壳结构全荷载域动力时程分析。讨论了结构响应样本数据的拟合方法，证明了线性拟合较二次拟合更适用于网壳结构的地震易损性研究，并确定了分析样本数目不宜小于40。3.对不同跨度、矢跨比和屋面荷载的落地网壳结构进行了地震易损性分析，证明矢跨比对网壳结构的地震易损性影响较小，1/5矢跨比的网壳结构抗震性能相对较好；屋面荷载对网壳结构的地震易损性影响显著，同等强度地震作用下，屋面荷载越大，网壳结构发生同等程度损坏的概率越大；同等强度地震作用下，跨度较大网壳结构发生同等程度损坏的概率更大。4.实现了网壳-支承耦合体系在O

6、penSees平台上的有限元建模，分析了不同支承刚度对轻、重屋面网壳结构地震易损性的影响规律，研究表明支承体系刚度对网壳结构的地震易损性有着非常显著的影响，刚度较弱的支承体系能够有效地减小网壳结构发生各级损坏的概率；逐渐增大支承体系的刚度，同等地震强度下，网壳结构发生各级损伤的概率经历了一个先增大再减小的过程。在实际工程中，应建立上下部耦合体系进行整体分析，才能保证工程的安全可靠。关键词：单层球面网壳；OpenSees；地震易损性；损伤；支承体系I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSeismicf

7、ragilityanalysisofsingle-layerreticulateddomescanbeusedtopredicttheprobabilitiesofdifferentdamagelevelsunderdifferentearthquakeintensitylevels.Itisafundamentalandimportantelementinseismicreliabilityanalysisofsingle-layerreticulateddomesandothertypesofearthq

8、uakedamageprediction.Thisdissertationpresentsanovelapproachforseismicfragilityanalysisofsingle-layerreticulateddomesbasedonOpenSeesforthefirsttime.Anoverviewofworkcontainedwithinthisdissertationisillus