考虑下部支承的双层柱面网壳三维隔震研究
发布时间：2021-08-12 13:35
随着社会进步与经济发展,各类大跨空间结构层出不穷,作为大跨空间结构的一种重要结构形式,双层柱面网壳结构在工业及民用建筑中应用广泛。双层网壳结构被普遍认为比单层网壳结构地震承载能力更强,因而导致现有大跨空间结构研究多集中于单层网壳结构,对双层网壳结构地震响应规律研究较少,对考虑下部支承的双层网壳结构研究更是几近空白。2013年4月20日四川省芦山县发生里氏7.0级地震,位于震区的芦山中学体育馆与芦山县体育馆发生破坏,这两个空间网格结构均为汶川地震后根据新的《建筑抗震设计规范（GB 50010-2010）》设计建造,这说明现有规范对双层网壳结构在下部支承作用下的响应规律研究相对较少,对考虑下部支承的双层网壳结构强震失效机理需要进一步的研究。为充分研究考虑下部支承的双层柱面网壳结构地震响应规律以及新型三维隔震支座在结构中的隔震效果,本文对典型结构进行了地震模拟振动台试验和数值分析,获得了结构在不同设计参数下的抗震和隔震的响应特点和规律。论文主要研究内容如下:1、考虑下部支承的双层柱面网壳结构有无隔震振动台对比试验设计了空间双层柱面网壳缩尺模型,利用地震模拟振动台对模型结构进行了不同地震动下的...
【文章来源】：中国地震局工程力学研究所黑龙江省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国家大剧院
与形式相对简单，更加标准化的居住建筑相比，公共建筑因其对内部更大空间的需求，对结构高度、跨度的要求远高于普通建筑。作为人类追求更大跨度的产物，大跨空间结构因其优美的建筑外形，较大的内部空间而在体育场馆、音乐剧场、展览场所等设施中得到了广泛应用，在不同的应用场景下设计师会根据实际需求选择不同的建筑形式。作为大跨空间结构中的一种重要结构形式，网壳结构以杆件为基本单元，通过杆件的空间组合形成空间曲面，从而兼具了杆系结构与薄壳结构的力学特点，具有力学性能优良，传力途径清晰，造型优美，节约钢材等优点。同时，因为结构杆件和连接节点大多以钢材为主要材料，方便在工厂进行标准化生产制作，从而可以有效降低综合成本。随着科技进步及经济发展，大量优美的网壳结构在我国应运而生，成为各地的地标性建筑，比如竣工于 2007 年的国家大剧院（图 1-1），竣工于 2016年的哈尔滨大剧院（图 1-2），以其优美的建筑外形在我国及世界大跨结构史上留下了浓墨重彩的一笔。
图 1-3 哈尔滨工业大学游泳馆 图 1-4 黑龙江大学游泳馆地震是导致网壳结构破坏的一个重要原因。地震具有较强的突发性，很难提前进行预报，一旦发生，持续时间一般只有几十秒，留给人类的预警时间也较短。在短暂的时间内，地震释放的能量十分巨大，如果地震发生在人类聚居地，往往会引起大量建筑物的倒塌，进而造成大量的人员伤亡，由此产生的经济损失也非常巨大，造成的社会影响亦十分深远。我国位于欧亚板块与太平洋板块、印度洋板块交界处，板块运动频繁，地震活动多发，进入 21 世纪以来，就发生了四川汶川大地震（2008年 5 月 12 日，8.0 级），青海玉树地震（2010 年 4 月 14 日，7.1 级），四川芦山地震（2013 年 4 月 20 日，7.0 级），四川九寨沟地震（2017 年 8 月 8 日，7.0 级）。地震灾害的发生难以预报及避免，因此震后的及时反应与抢险救灾就显得极为重要。作为大型公共建筑的常用结构形式，网壳结构在震后多承担着应急救援指挥中心、避难场所、物资分发中心等重要任务。因此研究网壳结构强震失效机理，进而提高网壳结构的抗震性能，避免其在中大震中发生结构破坏，成为这一结构形式自诞生以来的研究重点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维隔震墩的隔震性能研究[J]. 尚守平,权志威,崔向龙. 地震工程与工程振动. 2018(01)
[2]单层球面网壳结构的柱顶隔震研究[J]. 胡苇,任红梅,陈贻辉,翟永梅. 防灾减灾学报. 2016(01)
[3]双层柱面网壳与下部支承静力相互作用研究[J]. 李涛. 四川建筑科学研究. 2015(02)
[4]不同长度双层柱面网壳多点输入地震反应分析[J]. 周小龙,吴金志,张毅刚. 钢结构. 2015(04)
[5]芦山地震中大跨空间结构主要破坏模式及数值分析[J]. 聂桂波,戴君武,张辰啸,支旭东. 土木工程学报. 2015(04)
[6]下部支承结构对网壳结构强震响应的影响研究[J]. 支旭东,于志伟,范峰. 建筑钢结构进展. 2012(04)
[7]基于精细化本构的单层柱面网壳强震失效机理研究[J]. 聂桂波,范峰,支旭东. 土木工程学报. 2012(S1)
[8]钢结构震损建筑抗震加固修复技术研究[J]. 尹保江,杨沈,肖疆. 土木工程与管理学报. 2011(03)
[9]Strength failure of spatial reticulated structures under multi-support excitation[J]. Ye Jihong, Zhang Zhiqiang and Chu Ye Key Laboratory of C & PC Structure of Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, China. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2011(01)
[10]单层柱面网壳在强震下的破坏机理研究[J]. 王晓可,范峰,支旭东,沈世钊. 土木工程学报. 2006(11)
博士论文
[1]空间双层网格结构强震失效机理与隔震研究[D]. 张辰啸.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]三维基础隔震系统的理论与试验研究[D]. 熊世树.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]热电厂大跨度储煤棚网架与下部支承结构体系分析研究[D]. 李鑫.华北水利水电大学 2018
[2]中大震下双层柱面网壳的倒塌机理及抗震设计方法研究[D]. 孙桐海.浙江大学 2018
[3]罕遇地震下双层柱面网壳弹塑性地震响应及失效模式分析[D]. 李井彬.北京建筑大学 2017
[4]考虑下部支承影响的柱面网壳结构强震失效机理及灾变控制研究[D]. 邹剑.广州大学 2017
[5]基于TISS的网壳结构隔震试验及隔震性能研究[D]. 王富洋.哈尔滨工业大学 2016
[6]800米超大跨双层网壳结构抗震性能研究[D]. 冯俊敏.哈尔滨工业大学 2016
[7]考虑下部支承影响的单层柱面网壳强震失效机理[D]. 李杰.广州大学 2016
[8]大跨度钢屋盖结构与下部支承结构协同工作的研究[D]. 刘登明.合肥工业大学 2016
[9]上部大跨钢结构与下部混凝土结构协同工作研究[D]. 陈经纬.清华大学 2015
[10]三心圆柱面网壳弹塑性地震响应及失效模式分析[D]. 李骁然.浙江大学 2015
本文编号：3338416
【文章来源】：中国地震局工程力学研究所黑龙江省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国家大剧院
与形式相对简单，更加标准化的居住建筑相比，公共建筑因其对内部更大空间的需求，对结构高度、跨度的要求远高于普通建筑。作为人类追求更大跨度的产物，大跨空间结构因其优美的建筑外形，较大的内部空间而在体育场馆、音乐剧场、展览场所等设施中得到了广泛应用，在不同的应用场景下设计师会根据实际需求选择不同的建筑形式。作为大跨空间结构中的一种重要结构形式，网壳结构以杆件为基本单元，通过杆件的空间组合形成空间曲面，从而兼具了杆系结构与薄壳结构的力学特点，具有力学性能优良，传力途径清晰，造型优美，节约钢材等优点。同时，因为结构杆件和连接节点大多以钢材为主要材料，方便在工厂进行标准化生产制作，从而可以有效降低综合成本。随着科技进步及经济发展，大量优美的网壳结构在我国应运而生，成为各地的地标性建筑，比如竣工于 2007 年的国家大剧院（图 1-1），竣工于 2016年的哈尔滨大剧院（图 1-2），以其优美的建筑外形在我国及世界大跨结构史上留下了浓墨重彩的一笔。
图 1-3 哈尔滨工业大学游泳馆 图 1-4 黑龙江大学游泳馆地震是导致网壳结构破坏的一个重要原因。地震具有较强的突发性，很难提前进行预报，一旦发生，持续时间一般只有几十秒，留给人类的预警时间也较短。在短暂的时间内，地震释放的能量十分巨大，如果地震发生在人类聚居地，往往会引起大量建筑物的倒塌，进而造成大量的人员伤亡，由此产生的经济损失也非常巨大，造成的社会影响亦十分深远。我国位于欧亚板块与太平洋板块、印度洋板块交界处，板块运动频繁，地震活动多发，进入 21 世纪以来，就发生了四川汶川大地震（2008年 5 月 12 日，8.0 级），青海玉树地震（2010 年 4 月 14 日，7.1 级），四川芦山地震（2013 年 4 月 20 日，7.0 级），四川九寨沟地震（2017 年 8 月 8 日，7.0 级）。地震灾害的发生难以预报及避免，因此震后的及时反应与抢险救灾就显得极为重要。作为大型公共建筑的常用结构形式，网壳结构在震后多承担着应急救援指挥中心、避难场所、物资分发中心等重要任务。因此研究网壳结构强震失效机理，进而提高网壳结构的抗震性能，避免其在中大震中发生结构破坏，成为这一结构形式自诞生以来的研究重点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三维隔震墩的隔震性能研究[J]. 尚守平,权志威,崔向龙. 地震工程与工程振动. 2018(01)
[2]单层球面网壳结构的柱顶隔震研究[J]. 胡苇,任红梅,陈贻辉,翟永梅. 防灾减灾学报. 2016(01)
[3]双层柱面网壳与下部支承静力相互作用研究[J]. 李涛. 四川建筑科学研究. 2015(02)
[4]不同长度双层柱面网壳多点输入地震反应分析[J]. 周小龙,吴金志,张毅刚. 钢结构. 2015(04)
[5]芦山地震中大跨空间结构主要破坏模式及数值分析[J]. 聂桂波,戴君武,张辰啸,支旭东. 土木工程学报. 2015(04)
[6]下部支承结构对网壳结构强震响应的影响研究[J]. 支旭东,于志伟,范峰. 建筑钢结构进展. 2012(04)
[7]基于精细化本构的单层柱面网壳强震失效机理研究[J]. 聂桂波,范峰,支旭东. 土木工程学报. 2012(S1)
[8]钢结构震损建筑抗震加固修复技术研究[J]. 尹保江,杨沈,肖疆. 土木工程与管理学报. 2011(03)
[9]Strength failure of spatial reticulated structures under multi-support excitation[J]. Ye Jihong, Zhang Zhiqiang and Chu Ye Key Laboratory of C & PC Structure of Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, China. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2011(01)
[10]单层柱面网壳在强震下的破坏机理研究[J]. 王晓可,范峰,支旭东,沈世钊. 土木工程学报. 2006(11)
博士论文
[1]空间双层网格结构强震失效机理与隔震研究[D]. 张辰啸.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]三维基础隔震系统的理论与试验研究[D]. 熊世树.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]热电厂大跨度储煤棚网架与下部支承结构体系分析研究[D]. 李鑫.华北水利水电大学 2018
[2]中大震下双层柱面网壳的倒塌机理及抗震设计方法研究[D]. 孙桐海.浙江大学 2018
[3]罕遇地震下双层柱面网壳弹塑性地震响应及失效模式分析[D]. 李井彬.北京建筑大学 2017
[4]考虑下部支承影响的柱面网壳结构强震失效机理及灾变控制研究[D]. 邹剑.广州大学 2017
[5]基于TISS的网壳结构隔震试验及隔震性能研究[D]. 王富洋.哈尔滨工业大学 2016
[6]800米超大跨双层网壳结构抗震性能研究[D]. 冯俊敏.哈尔滨工业大学 2016
[7]考虑下部支承影响的单层柱面网壳强震失效机理[D]. 李杰.广州大学 2016
[8]大跨度钢屋盖结构与下部支承结构协同工作的研究[D]. 刘登明.合肥工业大学 2016
[9]上部大跨钢结构与下部混凝土结构协同工作研究[D]. 陈经纬.清华大学 2015
[10]三心圆柱面网壳弹塑性地震响应及失效模式分析[D]. 李骁然.浙江大学 2015
本文编号：3338416
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