桩-土-结构相互作用下新型抗拔摩擦摆支座对单层柱面网壳结构地震响应的影响 被引量：9

1

作者 刘毅 薛素铎 +1 位作者 潘克君 李雄彦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期967-976,共10页

基于设计提出的铜基面抗拔摩擦摆支座（FPB）试验研究和数值模拟,将铜基面抗拔摩擦摆支座以双线性模型简化,并结合桩-土-结构相互作用（PSSI）、黏弹性人工边界相关理论,采用整体有限元法建立桩-土-结构相互作用的隔震（PSSII）单层柱... 基于设计提出的铜基面抗拔摩擦摆支座（FPB）试验研究和数值模拟,将铜基面抗拔摩擦摆支座以双线性模型简化,并结合桩-土-结构相互作用（PSSI）、黏弹性人工边界相关理论,采用整体有限元法建立桩-土-结构相互作用的隔震（PSSII）单层柱面网壳结构模型,研究桩-土-结构相互作用下铜基面抗拔摩擦摆支座对网壳结构地震响应的影响及地震波输入的空间效应问题。研究结果表明：铜基面抗拔摩擦摆支座使桩-土-结构作用下的网壳结构的节点加速度峰值衰减50%~60%,网壳杆件的内力衰减50%~80%,地震波频谱特性对抗拔摩擦摆支座的隔震效应有着不可忽略的影响;PSSII体系网壳节点加速度最大值未必在地震波垂直入射时最大,入射角度45°~60°是一重要的考虑区间;当地震波入射角度为55°~80°时,在进行抗震计算时可按国家标准规定进行地震波输入,当不在此范围时,不宜按照规范规定进行地震波输入,应考虑地震波的空间效应。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 桩-土-结构相互作用 竖向抗拔摩擦摆支座 地震响应 入射角度

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索撑双向网格型单层柱面网壳稳定性研究 被引量：7

2

作者 张中昊 刘璐 +1 位作者 支旭东 范峰 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期39-47,共9页

双向网格型单层柱面网壳结构不仅外型美观、各构件布置规则,而且质量轻、采光好。但是随着网壳跨度越来越大,整体稳定性问题也日益突出,因此制约了此类网壳结构在实际工程中的应用。为此,针对双向网格型单层柱面网壳结构,提出了一种新... 双向网格型单层柱面网壳结构不仅外型美观、各构件布置规则,而且质量轻、采光好。但是随着网壳跨度越来越大,整体稳定性问题也日益突出,因此制约了此类网壳结构在实际工程中的应用。为此,针对双向网格型单层柱面网壳结构,提出了一种新型布索方案,即在双向网格面内布置斜拉索提高结构的面内刚度,在双向网格面外通过撑杆布置横、纵拉索提高结构的面外刚度。首先通过对不同跨度网壳结构的弹塑性分析验证拉索的布置效果,并考虑各种参数变化对结构稳定性的影响,论证了此类网壳结构的合理性和实用性。其次,结合模型的静力试验研究了此类索撑柱面网壳结构的稳定性,论证了拉索布置的合理性。结果表明,采用撑杆和拉索的交错布置后,网壳结构的受力更加合理,其承载能力有了大幅度提高。此类索撑网壳结构为缺陷不敏感结构,但是撑杆长度对结构承载能力的影响很大,对于不同跨度的网壳结构,撑杆的最佳长度有所不同,实际工程中要确保撑杆具有最佳长度。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 双向网格 拉索 静力试验 受力性能 稳定性

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单层柱面铝合金网壳结构强震失效机理及地震易损性 被引量：5

3

作者 于志伟 郑世杰 +1 位作者 甄翠贤 朱宏普 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期17-24,共8页

通过有限元分析软件ABAQUS建立了单层柱面铝合金网壳结构的有限元分析模型,利用增量动力分析方法(IDA)对网壳结构进行强震作用下动力响应全过程分析,获得了单层柱面铝合金网壳结构强震失效模式。基于模糊数学理论提出单层柱面铝合金网... 通过有限元分析软件ABAQUS建立了单层柱面铝合金网壳结构的有限元分析模型,利用增量动力分析方法(IDA)对网壳结构进行强震作用下动力响应全过程分析,获得了单层柱面铝合金网壳结构强震失效模式。基于模糊数学理论提出单层柱面铝合金网壳结构强震失效判别方法,结合结构损伤理论拟合网壳结构强震损伤因子,通过大规模参数分析定义适用于铝合金网壳结构的损伤程度分级,对铝合金网壳结构不同损伤状态进行划分。通过随机抽样选取一定数量的结构-地震样本,对铝合金网壳结构开展地震易损性分析,通过回归分析建立地震易损性函数,获得单层柱面铝合金网壳结构的概率地震易损性曲线。结果表明:通过结构地震易损性分析可以看出铝合金网壳结构具有良好的抗震性能,在强震作用下保持基本完好或仅有轻微破坏的概率较大。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 铝合金 强震作用 失效机理 易损性

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土-结构相互作用下单层柱面网壳振动台试验及数值分析 被引量：4

4

作者 刘毅 薛素铎 +1 位作者 王国鑫 李雄彦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期223-232,共10页

基于设计长度×宽度×高度为7.7 m×3.2 m×1.2 m的模型箱,以长度×跨度为1.8 m×1.8 m的单层柱面网壳为研究对象,设计实现土-独立基础-单层柱面网壳结构振动台试验,研究不同地震波输入下土-独立基础-单层柱面... 基于设计长度×宽度×高度为7.7 m×3.2 m×1.2 m的模型箱,以长度×跨度为1.8 m×1.8 m的单层柱面网壳为研究对象,设计实现土-独立基础-单层柱面网壳结构振动台试验,研究不同地震波输入下土-独立基础-单层柱面网壳结构体系地震响应的规律,同时采用整体有限元法建立振动台试验的有限元模型,与试验结果进行对比分析。研究结果表明:考虑土-结构相互作用时,土-独立基础-单层柱面网壳结构体系的试验结果与模拟结果变化规律基本一致,土-结构相互作用下基础底部的加速度峰值响应较自由场加速度峰值响应增大;土体与基础之间滑移和提离现象及模型箱的刚度是影响试验结果与模拟结果差距的主要因素,尤其是随着振动次数增多,土体与基础之间的非线性接触更加显著;地震波频谱特性是影响土-独立基础-单层柱面网壳结构体系地震响应的重要因素,在试验设计时应当尽量避开结构体系与地震波主频一致而发生共振现象,否则造成试验结果失真。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 土-结构相互作用 振动台试验 数值模拟 地震响应

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考虑下部支承效应的单层柱面网壳结构抗震性能研究 被引量：4

5

作者 聂桂波 支旭东 +2 位作者 尚玉珠 杜轲 戴君武 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期10-16,共7页

为研究下部支承对单层柱面网壳整体结构抗震性能的影响,建立了包含下部支承的整体结构有限元模型。通过增量动力分析方法对典型算例开展参数分析,分析了下部支承刚度、屋面荷载等参数对整体结构抗震性能的影响规律。结果表明:考虑下部... 为研究下部支承对单层柱面网壳整体结构抗震性能的影响,建立了包含下部支承的整体结构有限元模型。通过增量动力分析方法对典型算例开展参数分析,分析了下部支承刚度、屋面荷载等参数对整体结构抗震性能的影响规律。结果表明:考虑下部支承与单层柱面网壳的耦合效应后,结构的自振频率减小,整体结构的刚度明显减弱;单层柱面网壳耦合体系的强震失效模式为强支承结构的网壳动力强度破坏与弱支承结构的支承动力强度破坏;随着支承刚度的增加,整体结构的承载力先减小后增大,网壳结构的塑性发展程度先增加后减小,下部支承结构的塑性发展程度逐渐减小;支承刚度越大,屋面荷载对结构承载力的影响越明显,整体结构的承载力随着屋面荷载的增加逐渐降低;考虑下部支承后整体结构的承载力降低了42.4%~85.5%,降低的原因主要包括下部支承结构的动力放大作用和柱间的不同步效应。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 下部支承效应 数值分析 抗震性能

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地震动斜入射对桩-土-网壳结构地震响应影响 被引量：4

6

作者 刘毅 李雄彦 薛素铎 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期139-147,共9页

基于粘弹性边界基本理论,结合大型有限元软件ABAQUS和FORTRAN程序,采用时域波动方法实现粘弹性人工边界的地震动斜入射,并建立桩-土-单层柱面网壳结构的三维整体计算模型,研究在考虑桩-土-结构动力相互作用（PSSI）下地震动输入方向对... 基于粘弹性边界基本理论,结合大型有限元软件ABAQUS和FORTRAN程序,采用时域波动方法实现粘弹性人工边界的地震动斜入射,并建立桩-土-单层柱面网壳结构的三维整体计算模型,研究在考虑桩-土-结构动力相互作用（PSSI）下地震动输入方向对单层柱面网壳结构地震响应的影响。研究表明：当入射角度在40°~60°时,桩体的地震响应大于土体的地震响应,同时边桩的地震响应大于内桩地震响应;桩-土-单层柱面网壳结构体系的地震响应未必在地震动垂直入射时最大,整体结构体系的水平地震响应在入射角为45°~60°时出现最大值;在进行地震分析时宜考虑地震动入射角度对桩-土-单层柱面网壳结构体系地震响应的影响。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 时域波动法 粘弹性边界 地震动斜入射 地震响应

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地震波斜入射下土-单层柱面网壳结构振动台试验研究 被引量：2

7

作者 刘毅 薛素铎 单明岳 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期562-571,共10页

现阶段有关地震波斜入射下大跨空间网格结构地震响应的试验研究未见报道.基于设计的7.7m×3.2m×1.2m大型刚性模型箱和1.8m×1.8m的单层柱面网壳结构,并实测土体参数,通过4台阵体系设计实现自由场振动台试验和土-单层柱面... 现阶段有关地震波斜入射下大跨空间网格结构地震响应的试验研究未见报道.基于设计的7.7m×3.2m×1.2m大型刚性模型箱和1.8m×1.8m的单层柱面网壳结构,并实测土体参数,通过4台阵体系设计实现自由场振动台试验和土-单层柱面网壳结构振动台试验.通过自由场振动台试验结果与数值模拟结果的对比验证了试验设计的正确性,并研究了土-单层柱面网壳结构体系的地震响应.试验结果表明：土-结构相互作用下网壳屋盖的地震响应随着地震波入射角度的增大呈现明显的非线性变化,当以30°~60°角度输入时,网壳地震响应剧烈;不同地震波输入下,网壳柱底两个水平方向加速度最大值比值在1∶0.3~1∶3之间.进行抗震计算时,柱底两水平方向的加速度输入比例与地震波的入射角度有关,宜考虑地震波斜入射的空间效应. 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 土-结构相互作用 振动台试验 斜入射 地震响应

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单层柱面网壳结构常遇三维地震作用下的地震响应分析 被引量：2

8

作者 邢佶慧 钱宏亮 +1 位作者 范峰 沈世钊 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2007年第2期31-33,共3页

地震内力系数法是一种适用于空间网格结构的简洁有效的抗震设计方法,但应用于单层网壳结构时需要改进。根据单层网壳结构的受力特点,考虑弯矩影响,修正了传统地震内力系数的定义,并选取大量单层柱面网壳算例进行了常遇三维地震作用下的... 地震内力系数法是一种适用于空间网格结构的简洁有效的抗震设计方法,但应用于单层网壳结构时需要改进。根据单层网壳结构的受力特点,考虑弯矩影响,修正了传统地震内力系数的定义,并选取大量单层柱面网壳算例进行了常遇三维地震作用下的时程分析,观察其杆件地震内力系数取值随矢宽比、长宽比、杆件截面等参数的变化规律,发现在文中研究范围内,单层柱面网壳结构地震内力系数取值随长宽比增大有逐渐增大的趋势,随矢宽比的增大有逐渐减小的趋势。在大量统计分析的基础上,归纳出可供实际工程设计参考的地震内力系数建议取值。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 地震内力系数 矢宽比 长宽比 杆件截面

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单层柱面网壳结构抗风敏感度研究 被引量：1

9

作者 武岳 常虹 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期284-290,共7页

以风敏感度概念为基础,对结构风敏感度计算理论中的若干关键问题进行探讨,并对相关计算方法进行改进,推导了背景效应系数、耦合效应系数以及系统应变能等公式。以单层柱面网壳结构为研究对象,系统研究了跨度、杆件截面、矢跨比、约束形... 以风敏感度概念为基础,对结构风敏感度计算理论中的若干关键问题进行探讨,并对相关计算方法进行改进,推导了背景效应系数、耦合效应系数以及系统应变能等公式。以单层柱面网壳结构为研究对象,系统研究了跨度、杆件截面、矢跨比、约束形式等参数对结构风敏感度的影响,建立了单层柱面网壳结构风敏感度分级体系。研究发现:单层柱面网壳结构风敏感度主要受结构刚度和振动模式的影响,实际设计中可通过结构自振基频、矢跨比和约束形式三个参数来判断;以结构自振基频等于1.5 Hz作为分界线,小于该值时结构共振响应较大,需进行结构动力分析,大于该值时结构以背景响应为主,据此提出了以背景响应为基础的简化风致振动计算方法。 展开更多

关键词 风致振动 风敏感度 系统应变能 单层柱面网壳结构

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单层柱面网壳结构极限承载力参数分析及预测

10

作者 方益敏 乔栋 李颖 《河北建筑工程学院学报》 CAS 2022年第2期17-23,共7页

采用ANSYS有限元软件对比分析了单斜杆型、双斜杆型、三向网格和联方型四种单层柱面网壳结构在不同矢跨比情况下,长跨比与初始几何缺陷对结构极限承载力影响规律,分析结果表明:长跨比对不同矢跨比的联方型与三向网格型网壳极限承载力的... 采用ANSYS有限元软件对比分析了单斜杆型、双斜杆型、三向网格和联方型四种单层柱面网壳结构在不同矢跨比情况下,长跨比与初始几何缺陷对结构极限承载力影响规律,分析结果表明:长跨比对不同矢跨比的联方型与三向网格型网壳极限承载力的影响成规律性变化,即矢跨比越大,长跨比的影响越显著,这一影响趋势对于单斜杆及双斜杆网壳并不明显,同时,初始几何缺陷对矢跨比越小的网壳影响越显著。最后,提出一种基于BP神经网络的考虑初始几何缺陷的柱面网壳极限承载力预测方法,通过测试验证,该方法预测结果误差最大不超过6%,可较为理想的预测结构的极限承载力。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 极限承载力 参数化分析 BP神经网络

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基于有限质点法的单层柱面网壳冲击作用下动态响应

11

作者 丁北斗 秦天琦 +3 位作者 马占国 张鲲鹏 徐娜娜 施岑岑 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1298-1307,共10页

为了探究单层柱面网壳结构受冲击作用下的动态响应,验证有限质点法模拟网壳结构冲击动态响应的准确性,建立了7个冲击工况的有限质点法模型,采用以对称罚函数为基础的双球碰撞模型为冲击模型,根据能量守恒定律确定冲击模型中碰撞刚度系数... 为了探究单层柱面网壳结构受冲击作用下的动态响应,验证有限质点法模拟网壳结构冲击动态响应的准确性,建立了7个冲击工况的有限质点法模型,采用以对称罚函数为基础的双球碰撞模型为冲击模型,根据能量守恒定律确定冲击模型中碰撞刚度系数,引入Cowper-Symonds本构模型,获取结构动力响应,并将模拟结果与试验结果对比。结果表明:1)有限质点法得到的冲击力时程变化曲线与试验结果相近;2)由于未考虑结构损伤因素,有限质点法所得节点位移略小于试验值,但所获得的结构失稳动量与试验一致;3)冲击产生的网壳应变能更易沿着网壳斜杆传递,同时冲击区杆件,刚度较大区域如支座附近的杆件为结构的主要受力构件。有限质点法可以较为准确的判断单层柱面网壳结构受冲击作用的动态响应,可为提高相关结构抗冲击性能提供理论依据。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构抗冲击性能 有限质点法 单层柱面网壳试验 动态响应 对比分析

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新型拉索—单层柱面网壳结构屈曲荷载分析 被引量：1

12

作者 王秀丽 徐英雷 +1 位作者 彭瑾 李永祥 《甘肃科学学报》 2008年第4期85-89,共5页

新型拉索-单层柱面网壳结构是一种新型预应力空间结构.利用有限元分析软件AN-SYS建立该新型结构的组合有限元模型,进行特征值屈曲分析和考虑初始缺陷的非线性屈曲分析,较系统地研究了在不同的矢跨比、跨度、预应力、索断面面积、撑杆长... 新型拉索-单层柱面网壳结构是一种新型预应力空间结构.利用有限元分析软件AN-SYS建立该新型结构的组合有限元模型,进行特征值屈曲分析和考虑初始缺陷的非线性屈曲分析,较系统地研究了在不同的矢跨比、跨度、预应力、索断面面积、撑杆长度等因素下结构屈曲荷载的变化规律,结果显示这种新型预应力网壳结构比单层柱面网壳结构的稳定承载力有较大程度的提高. 展开更多

关键词 新型拉索-单层柱面网壳结构 特征值屈曲 非线性屈曲

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新型拉索—单层柱面网壳结构的稳定性和参数分析 被引量：1

13

作者 徐英雷 王秀丽 《四川建筑科学研究》 北大核心 2010年第2期88-91,共4页

为了确定新型拉索—单层柱面网壳结构从稳定平衡状态变为不稳定平衡状态的临界荷载和屈曲后性态,利用有限元分析软件ANSYS建立梁单元、杆单元和索单元的组合有限元模型,采用弧长法对新型拉索—单层柱面网壳结构在不同荷载工况下初始缺... 为了确定新型拉索—单层柱面网壳结构从稳定平衡状态变为不稳定平衡状态的临界荷载和屈曲后性态,利用有限元分析软件ANSYS建立梁单元、杆单元和索单元的组合有限元模型,采用弧长法对新型拉索—单层柱面网壳结构在不同荷载工况下初始缺陷的非线性屈曲进行了弹性大挠度跟踪分析。通过改变结构参数、几何参数等因素,较深入地研究了该新型结构的非线性稳定性能。 展开更多

关键词 新型拉索—单层柱面网壳结构 非线性屈曲 荷载—位移曲线

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新型预应力单层柱面网壳的静力特性和参数分析

14

作者 徐英雷 《山西建筑》 2014年第7期42-44,共3页

利用大型有限元软件ANSYS建立了新型预应力单层柱面网壳结构的有限元模型,分析了特定初始参数下新型预应力单层柱面网壳结构在不同竖向荷载工况作用下矢跨比、撑杆高度等结构参数的变化对结构静力特性的影响,较深入地研究了结构大节点... 利用大型有限元软件ANSYS建立了新型预应力单层柱面网壳结构的有限元模型,分析了特定初始参数下新型预应力单层柱面网壳结构在不同竖向荷载工况作用下矢跨比、撑杆高度等结构参数的变化对结构静力特性的影响,较深入地研究了结构大节点位移和大应力的变化规律,以供参考。 展开更多

关键词 新型预应力单层柱面网壳结构 参数 变化规律

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索拱桁架-单层网壳复合空间结构的结构设计与稳定性分析 被引量：9

15

作者 严仁章 万里源 +1 位作者 周建庭 王帅 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2020年第4期103-110,共8页

索拱桁架-单层柱面网壳结构综合了索拱桁架与单层网壳结构的优点,可减小支座水平推力、减小单层网壳纵向跨度、提高结构的稳定性,从而实现结构更大跨度的跨越。以一拟建198 m跨、且需支承于15 m高单排混凝土柱列的大跨度煤棚钢结构屋盖... 索拱桁架-单层柱面网壳结构综合了索拱桁架与单层网壳结构的优点,可减小支座水平推力、减小单层网壳纵向跨度、提高结构的稳定性,从而实现结构更大跨度的跨越。以一拟建198 m跨、且需支承于15 m高单排混凝土柱列的大跨度煤棚钢结构屋盖为工程背景,开展大跨度索拱桁架-单层柱面网壳结构的设计分析工作,对结构的预应力设计值进行优化分析并在此基础上详细分析结构静动力特性,论证借助索拱桁架-单层柱面网壳结构跨越近200 m级跨度的可行性,揭示结构在各种可能荷载工况下的内力及变形分布规律,并利用ANSYS有限元软件计算了结构的线弹性屈曲特征值和考虑材料和几何双重非线性的极限承载力。 展开更多

关键词 索拱桁架-单层柱面网壳复合结构 预应力设计 静动力性能 稳定性

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