单层柱面网壳结构节点加速度反应谱研究

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作者 王多智 金友明 +1 位作者 李奉泽 张荣 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第4期126-140,共15页

大量震害调查表明非结构构件所造成的损失不容忽视,同时随着反应谱方法的日渐成熟,其已成为非结构构件进行地震响应分析的重要方法。然而,目前反应谱的生成方法多针对于多高层结构,对于大跨空间结构的反应谱生成方法仍尚未明确。因此,... 大量震害调查表明非结构构件所造成的损失不容忽视,同时随着反应谱方法的日渐成熟,其已成为非结构构件进行地震响应分析的重要方法。然而,目前反应谱的生成方法多针对于多高层结构,对于大跨空间结构的反应谱生成方法仍尚未明确。因此,该文基于ABAQUS与Python建立了九类单层柱面网壳结构模型。通过数值分析,比选确定了柱壳的代表性节点,研究分析了其三向加速度反应谱的谱形特征,确立了节点反应谱的拟合形式,并提出了单层柱面网壳节点三向加速度反应谱的拟合公式。此外,该文通过拟合分析,进一步确定了各特征参数的计算公式,并基于代表性节点研究探讨了加速度峰值放大系数、谱加速度峰值放大系数与节点有效距离、结构矢跨比及屋面质量的关系。研究结果可用于单层柱面网壳结构非结构构件的地震响应近似计算,同时可为其他大跨空间结构反应谱生成提供了有价值的参考。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 节点加速度反应谱 地震作用 数值模拟 拟合分析

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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：11

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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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机构设计在大型柱面网壳结构施工中的应用 被引量：4

3

作者 胡宁 罗尧治 《工程设计学报》 CSCD 2003年第1期47-51,54,共6页

将机械行业中的机构运动概念应用到大型柱面网壳结构的施工,提出一种"折叠展开式"整体提升施工技术.详细阐述了该项施工方法的基本思想,并推导机构运动过程的运动学和动力学公式.通过一个工程算例的分析,总结机构运动和动力特... 将机械行业中的机构运动概念应用到大型柱面网壳结构的施工,提出一种"折叠展开式"整体提升施工技术.详细阐述了该项施工方法的基本思想,并推导机构运动过程的运动学和动力学公式.通过一个工程算例的分析,总结机构运动和动力特性.计算结果证明机构运动过程中产生的动力效应不明显,处于"折叠"状态的网壳能够承受施工荷载.该项新技术在亚洲最大跨度的柱面网壳结构的施工中得到了成功应用,证明了它的实用性和优越性. 展开更多

关键词 机构设计 大型柱面网壳结构 施工 整体提升 运动分析 动力分析

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单层柱面网壳结构抗风敏感度研究 被引量：1

4

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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双层柱面网壳结构在地下隧道内爆炸冲击下的动力响应分析 被引量：3

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作者 田力 李灵聚 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期482-490,共9页

对双层柱面网壳结构在地下隧道内爆炸冲击作用下的动力响应进行了研究。借助ABAQU S有限元软件建立了考虑地基土、混凝土、钢材等材料非线性的隧道-土-网壳结构耦合体系的三维数值模型,并通过算例验证了所建体系模型的正确性和有效性。... 对双层柱面网壳结构在地下隧道内爆炸冲击作用下的动力响应进行了研究。借助ABAQU S有限元软件建立了考虑地基土、混凝土、钢材等材料非线性的隧道-土-网壳结构耦合体系的三维数值模型,并通过算例验证了所建体系模型的正确性和有效性。分别对单、双线隧道布局、网壳与爆炸隧道间距离的变化、爆炸点在隧道内沿其纵轴线移动等三组工况进行了系统研究。结果表明:网壳与爆炸隧道间增设的平行隧道会对爆炸波在土中的传播起到明显的阻挡作用,降低了网壳节点和杆件响应的峰值;增大网壳与爆炸隧道间的距离,可有效减小网壳的动力响应;爆炸点在隧道内沿轴线移动会对网壳结构的内力分布产生明显的影响。 展开更多

关键词 双层柱面网壳结构 隧道内爆炸 三维耦合模型 材料非线性

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间隔性天窗启闭对网壳结构风荷载影响规律的试验研究

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作者 李宇青 王昕 +2 位作者 刘小兵 陈安杰 崔会敏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期176-183,共8页

大跨柱面网壳结构由于质量轻、柔度大,对风荷载比较敏感,在顶部开启间隔性天窗对结构的抗风性能具有较大的影响。以某大跨度柱面网壳结构为研究对象,通过刚性模型测压风洞试验方法,分析了在不同风向角下顶部间隔性天窗启闭对结构的体型... 大跨柱面网壳结构由于质量轻、柔度大,对风荷载比较敏感,在顶部开启间隔性天窗对结构的抗风性能具有较大的影响。以某大跨度柱面网壳结构为研究对象,通过刚性模型测压风洞试验方法,分析了在不同风向角下顶部间隔性天窗启闭对结构的体型系数、整体力系数以及极值风压系数的影响规律。结果表明:天窗的启闭对结构外表面风荷载影响整体较小,对内表面风荷载的影响比较明显。内表面风荷载的变化是导致结构风荷载随天窗启闭变化的主要原因。在跨向来流下,与天窗关闭时相比,当天窗开启时,结构的跨向整体力更大,增大幅度约为34%,这种“增大效应”随着来流偏离跨向逐渐减弱,当偏离跨向60°时基本消失;结构的竖向整体力更小,减小幅度约为47%,这种“减小效应”随着来流偏离跨向逐渐减弱,但即使偏离90°(纵向来流)时仍存在。与天窗关闭时相比,天窗开启时结构的正向极值风压力增大,大部分区域的负向极值风吸力减小,但天窗局部区域的负向极值风吸力有所增大。 展开更多

关键词 大跨柱面网壳结构 间隔性天窗 风洞试验 整体力系数 极值风压系数

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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

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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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地震动斜入射对桩-土-网壳结构地震响应影响 被引量：4

8

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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单层柱面网壳的风振响应 被引量：3

9

作者 魏德敏 边建烽 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期69-76,共8页

在脉动风作用下单层柱面网壳结构的风振响应与一般高层高耸建筑的响应有较大的区别,其主要贡献模态一般不是第一模态,而往往分布在前数十阶模态.寻找对网壳结构风振响应有主要贡献的模态具有重要的意义.文中采用考虑高阶振型共振响应的... 在脉动风作用下单层柱面网壳结构的风振响应与一般高层高耸建筑的响应有较大的区别,其主要贡献模态一般不是第一模态,而往往分布在前数十阶模态.寻找对网壳结构风振响应有主要贡献的模态具有重要的意义.文中采用考虑高阶振型共振响应的综合模态法,计算了单层柱面网壳的风振响应,分析了自振频率、阻尼比等因素对共振响应的贡献,讨论了计算综合模态时所需的振型数;针对结构自振频率的密集性,揭示了考虑振型互相关性的必要性、影响振型互相关性的因素和计算振型互相关性所需的振型数,并给出了具体结构的位移风振系数和内力风振系数. 展开更多

关键词 柱面网壳结构 背景响应 共振响应 综合模态 模态互相关性

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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

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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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考虑下部支承的空间双层柱面网壳强震响应规律及隔震研究 被引量：4

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作者 李辉 聂桂波 朱兴龙 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2019年第5期214-222,共9页

空间双层柱面网壳结构在实际工程中多用做屋顶结构,因此当地震发生时,网壳结构并不直接承受地震动作用,而是与下部支承结构共同承担。以往的研究通常将下部支承结构简化,导致对包含下部支承的整体结构强震响应规律缺乏足够认识。本文基... 空间双层柱面网壳结构在实际工程中多用做屋顶结构,因此当地震发生时,网壳结构并不直接承受地震动作用,而是与下部支承结构共同承担。以往的研究通常将下部支承结构简化,导致对包含下部支承的整体结构强震响应规律缺乏足够认识。本文基于有限元软件ABAQUS对考虑下部支承的空间双层柱面网壳结构强震响应行为进行了大规模参数化分析,考察了不同的上部网壳结构参数对结构抗震性能的影响特点和规律。与此同时分析结果表明下部支承结构的动力放大效应是导致结构破坏的重要原因;不同的上部柱面网壳参数对结构强震响应具有明显的规律性。将新型三维隔震支座应用于不同参数结构中,总结了新型三维隔震支座在不同结构中的隔震特点和规律。结果表明,新型三维隔震支座在不同的空间柱面网壳结构中均具有普遍的隔震效果。 展开更多

关键词 空间双层柱面网壳结构 下部支承 参数分析 隔震支座 隔震效果

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开口状态及干扰对柱面结构风荷载的影响 被引量：4

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作者 孙高健 马文勇 +1 位作者 刘庆宽 刘小兵 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1106-1113,共8页

为满足储煤量、工艺及环保的要求,柱面煤棚结构常常成对出现且在端部和两侧采用不同形式的开口,煤棚间的相互干扰和开口状态对风荷载的影响效应目前尚不明确。针对此问题,通过刚性模型测压试验,研究了端部、两侧开口状态以及煤棚间距对... 为满足储煤量、工艺及环保的要求,柱面煤棚结构常常成对出现且在端部和两侧采用不同形式的开口,煤棚间的相互干扰和开口状态对风荷载的影响效应目前尚不明确。针对此问题,通过刚性模型测压试验,研究了端部、两侧开口状态以及煤棚间距对其结构表面风荷载的影响,通过对比结构整体力系数、体型系数分布及脉动风压系数,给出了风向角、开口状态及间距对风荷载的影响规律,分析了其产生机理,并给出了该类结构的风荷载建议。结果表明:半封闭的端部开口方式能有效减小结构整体风荷载,且脉动风压值最小;两侧30%开孔率的开口形式,结构表面的风荷载分布更均匀,减小结构的脉动风压;煤棚之间的干扰对平均风荷载主要为遮挡效应,对脉动风荷载影响不显著。 展开更多

关键词 风工程 风压分布 风洞试验 三心圆柱面网壳结构 开口状态 干扰效应

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