抛物线型单层柱面网壳的抗震性能研究

摘要

单层圆柱面网壳是工程中常用的网壳结构，其优美的曲线形式和施工容易是被广泛应用的主要原因。而研究表明抛物线型单层柱面网壳在静力作用下的极限承载力大于单层圆柱面网壳，但其在动力作用下特别是在地震作用下的性能还没有深入地研究，所以本文以抛物线型单层柱面网壳为研究对象，研究分析其抗震性能。
　　通过对抛物线型单层柱面网壳的自振特性研究，获得结构的自振周期和振型，并分析其特点。通过对结构的非线性时程分析，考察结构在水平、竖向和三向地震波作用下的地震响应。在El-Centro波、Taft波和人工波三种不同地震波作用下，对比研究了结构在不同矢跨比时的杆件轴力最大值和 X、Y、Z三个方向的最大节点位移，研究发现在 El-Centro波作用下结构响应最大。通过参数分析，考察了长跨比、屋面荷载、初始缺陷的变化对结构地震响应的影响。
　　在多遇地震和罕遇地震作用下，通过与传统的单层圆柱面网壳进行对比，研究发现抛物线型单层柱面网壳结构在减小杆件轴力值和节点位移、提高材料利用效率等方面表现出优势。除此之外，抛物线型单层柱面网壳结构在减少单位面积用钢量上也优于圆柱面网壳。
　　在 Taft和 El-Centro三向地震波作用下，运用动力全过程分析方法，全面考察了网壳结构的荷载-最大节点位移全过程曲线、塑性发展情况、破坏时的变形情况等，并归纳总结了最大节点位移、截面12.5％以上进入塑性杆件比例、截面100%进入塑性杆件比例、平均塑性积分点值四个特征指标。在Matlab软件环境下运用有导师神经网络和无导师神经网络对81个算例进行分类判别。通过结果可以看出两种神经网络都有准确的分类判别和预测结果，自组织竞争神经网络有直观的结果输出，BP神经网络则可以很好地看出数据中稍微偏离常规情况的数据。

目录

声明

第1章 绪论

1 .1空间网格结构概述

1 .2课题的研究背景和意义

1 .3研究现状

1 .4本文研究的主要内容

第2章 结构地震响应与动力稳定分析基本理论

2 .1 结构的动力特性分析方法

2 .2 网壳结构地震响应分析方法

2 .3 结构动力稳定性判别准则和分析方法

2 .4地震波的选取

2 .5 阻尼

2 .6 本章小结

第3章 抛物线型单层柱面网壳的地震响应研究

3 .1计算模型和分析方案

3 .2 结构自振特性研究

3 .3结构地震响应研究

3 .4参数分析

3 .5 本章小结

第4章 单层抛物线型与圆柱面网壳的抗震性能对比

4 .1多遇地震作用下的地震响应对比

4 .2 罕遇地震作用下的地震响应对比

4 .3用钢量的对比

4 .4 本章小结

第5章 强震作用下单层抛物线型网壳的失效模式及其判别研究

5 .1分析模型和参数

5 .2基于神经网络数学模型的判别方法

5 .3网壳结构失效模式

5 .4网壳失效模式判别分析

5 .5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

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