索撑单层球面网壳多点地震输入下的失效特征研究

摘要

在双向网格型单层球面网壳的面内外布置拉索可有效地增强结构的刚度从而提高结构的承载能力,提出一种新型索撑网壳结构.该研究针对60 m跨度索撑单层球面网壳,采用位移时程分析方法,研究结构在一致输入和考虑地震动空间变化性的多点输入下的地震响应及其失效特征.通过关键节点的荷载位移响应、网壳杆件进入塑性比例、网壳损伤程度等指标考察不同地震荷载幅值下网壳结构的破坏形式,揭示索撑单层球面网壳结构的动力失效机理.结果表明:拉索的布置有效地增强了网壳结构的延性,在网壳发生较大位移时,结构不但没有发生破坏而且还能继续承受更大的地震荷载.一致输入下网壳杆件是从球面四个端点区域开始进入塑性,多点输入下网壳杆件塑性发展从支座外环开始逐渐向内环发展.对比一致输入,多点输入下网壳动力极限荷载大幅度降低,说明索撑网壳结构体系受地震动空间变化影响较大.网壳破坏形式为强度破坏,多点输入下结构的强度破坏特征更为显著.