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《支座形式对K8型单层球面网壳非线性动力稳定的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、支座形式对K8型单层球面网壳非线性动力稳定的影响李桐栋,路维,孙超,杨凯,王国菊,张翠英(河北水利电力学院,河北沧州061001)摘要:本研究以K8型单层球面网壳为研究对象,研型单层球面网壳。采用Q235钢的圆形钢管,径向杆件采用究支座形式对K8型单层球面网壳非线性动力稳定的影响。ϕ89×4.0(mm),斜向杆件采用ϕ73×4.0(mm),环向杆件采用ϕ63.5×3.5(mm)。屋面板自重0.35kN/m2,雪荷载在分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,2,不考虑结构阻尼。本研究采用宁河天津竖向采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载。通过分析,0.
2、50kN/m总结出支座形式对K8型单层球面网壳非线性动力稳定的影波地震记录。采用非线性动力稳定程序,计算网壳结构在响情况。不同支座形式下的动力响应。结构形式如图1~2所示。关键词:K8型网壳;支座形式;动力稳定中图分类号:TU311.3文献标志码:B文章编号:1672-4011(2016)09-0063-03DOI:10.3969/.jissn.1672-4011.2016.09.0270前言网壳结构具有刚度大、自重轻、造型丰富美观、综合技术指标好等特点,是大跨度空间结构的主要结构形式之图1网壳结构平面图图2网壳结构立面图一[1]。目前,国内外文献在网壳结构静
3、动力性能的研究领3不同支座形式对K8型单层球面网壳非线性动域取得了很多成果[2-6]。K8型单层球面网壳是单层网壳的力稳定的影响一种常见形式。单层网壳结构设计的决定因素不是由强度3.1支座为固接的K8型单层球面网壳动力响应及稳定确定,而是取决于网壳结构的稳定性。目前,对单层球面分析网壳的静力稳定性研究得已经较为成熟,对其在地震等随采用上述模型,支座采用固定支座,即约束所有角位机动力荷载作用下的非线性稳定性能的研究还并不成熟。移和线位移。网壳部分带点编号见图3。分析结果表明,在不同地震加速度作用下,11号节点最先失稳,本文在此以1研究方法及目的11号节点为例找网
4、壳的动力失稳荷载。图4为11号节点的以K8型单层球面网壳结构作为研究对象,根据非线性位移-加速度全过程曲线。有限元理论建立空间梁单元的切线刚度矩阵,编制了非线性动力稳定程序。利用比例法调整地震作用的加速度值和地震波持续时间,使地震波的加速度峰值和地震波持续时间均符合计算的要求,计算周边固支和周边铰支的K8型单层球面网壳在不同峰值加速度的地震荷载作用下结构的动力响应和在不同持续时间的地震波作用下的动力响应,得到网壳结构各个节点的节点位移,绘制出网壳结构的节点图3网壳节点编号图图4位移-加速度全过程曲线位移-加速度全过程曲线和网壳节点位移时程曲线,找到当地震加速度
5、很小时,网壳的变形很小。从图4可看网壳最先失稳点,同时绘制出网壳结构在不同峰值加速度出,当加速度达到0.4103g至0.4476g时,其加速度位移的地震作用下的变形图。通过B—R动力稳定临界荷载的曲线出现拐点。由图5A可看出节点的位移很小,图5B~判定准则,并结合网壳的失稳节点的位移时程曲线和网壳C表明节点的最大位移突然增大,说明网壳此时已处于动结构的变形,判定K8型单层球面网壳在地震荷载作用下的力失稳的状态,此时网壳的失稳是由11号节点失稳引起动力稳定临界荷载。的,因此取全过程曲线趋于平缓的时候所对应的加速度值作为网壳结构动力稳定的临界荷载,大小约为0.41
6、03g。随2计算模型着失稳点失稳并达到新的平衡位置,网壳的承载能力继续本文计算所用模型是跨度为40m,矢跨比为0.2的K8增加。随着动力加速度的不断增大,失稳点周围节点也相继失稳,失稳区域逐步扩大,当动力加速度增大到0.671作者简介:李桐栋(1966-),男,河北献县人,硕士,副教授,主要从事4g时,结构失稳区域进一步扩大,并出现坍塌现象,图5D力学方面研究工作。基金项目:河北省高等学校科学研究计划(ZC2016142)为结构发生坍塌的时候,节点的位移时程曲线。·63·现坍塌现象,图7D为结构发生坍塌时节点的位移时程曲线,图8为不同支座形式下的失稳节点位移-
7、加速度全过程曲线对比图。A&g=0.0373g时图6位移-加速度全过程曲线B&g=0.4103g时A&g=0.0373g时C&g=0.4476g时B&g=0.373g时C&g=0.4103g时D&g=0.6714g时图5不同峰值加速度作用下位移时程曲线(Z向)3.2支座为铰接的K8型单层球面网壳动力响应及稳定分析若结构周边铰支,其他结构参数同上。分析表明在不D&g=0.6714g时同地震加速度作用下,结构的第二环25号节点和其对应的图7不同峰值加速度作用下25号节点的位移时程曲线(Z向)扇形区域其他对称点动力失稳较为明显。以25号节点为例,找此网壳的动力失稳荷
8、载。当加速度较小时,网壳变形较微弱。图
