14大跨度刚性空间结构地震反应的静力弹塑性分析方法.pdf

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大跨度刚性空间结构地震反应的静力弹塑性分析方法建筑科学与工程学报罗永峰钅就引第卷第摘要:为了研究大跨度刚性空间结构在地震作用下的静力弹塑性,基于—方法提出了一种适用于大跨度刚性空间结构地震反应分析的静力弹塑性分析方法,即—方法;建立了相应的结构弹塑性能力谱和地震非弹性需求谱,并提出了质蚣釉啬J剑阶模态加栽模式和多阶模态共同作用的加栽模式;通过鍪邓憷橹ち薖法的有效性和精确度,同时给出了该方法的适用范围。关键词:大跨度刚性空间结构;:法;静力弹塑性分析方法;竖向加载模式目前,各国关于大跨度空间结构竖向静力弹塑性分析方法的研究很少。由于简单有效的静力弹塑性分析方法猳一般仅适用于刚度规则且第裥臀K秸穸亩唷⒏卟憬ㄖ峁梗蚨工程上进行大跨度空间结构地震反应分析时,多采用反应谱法和动力时程法。,上海;6Ψ洞笱Фǚ椒康夭г海虾中图分类号:文献标志码:—.·文章编号:————琘琓:,—,—,,.甌,;:基金项目:上海市科学技术委员会科研计划项目作者简介:罗永峰,男,陕西礼泉人,教授,博士研究生导师,工学博士,猰簓畉甧.。.,,甋,收稿日期:
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:/⋯粤//ǖ脑间结构地震反应分析的简化方法——静力弹塑性分析方法——的研究,就成为目前大跨度空间结构研建筑科学与工程学报动的大跨度刚性空间结构,常规的—法不适用,而时程法复杂且计算量大,因此,对大跨度空究的一个新课题本文中笔者根据大跨度空间结构的动力特性,首先参照泄赜诙唷⒏卟憬ㄖ峁箍拐鸱治鍪辈用的—法原理,提出了一种适用于结构构件采用梁单元的大跨度刚性空间结构的静力弹塑性分析方法,由于采用了施加特定的竖向静力荷载模式来分析结构的抗震性能,故定义为—法;然后,推导出结构的弹塑性能力谱和地震非弹性需求谱,提出了单模态荷载模式作用下的—法和多模态荷载模式共同作用下的—法,并给出了相应的计算步骤;最后通过算例说明了—法的适用范围,并验证了该法的基本假定及适用范围基本假定:①组成结构的构件为刚性构件,即构件为梁;②结构构件变形服从平截面假定;③不考虑构件剪切变形;④组合结构构件的钢与混凝土黏结适用范围:①基本振型为竖向变形的规则大跨度刚性空间结构,铰接杆系类网架结构除外;②模态分析中,竖向振动以渍裥筒斡胛V骰蛴啥嘟啄态共同参与作用的结构,且不考虑各振型间的耦合作用。塑性铰塑性铰的属性一般有郑赐渚亍⒓袅Α⒅崃Α轴力和弯矩相关。对梁单元,一般仅考虑弯矩产生的塑性铰;对于梁一柱单元,一般考虑由轴力和双向弯矩相关共同作用产生的塑性铰。塑性铰的关系曲线和不同性能水准下的位移如图所示。图校葑甏砟诹弯矩、剪力、轴力坐标代表变形驶蜃=恰⒓羟斜湫巍⒅嵫贡湫。图星叻治段,弹性段、强化段、卸载段、塑性段。为可直接使用状态,为保证生命安全状态,为预防倒塌状态。—法的核心问题之一是选择一种合/:鳧￡适的竖向力分布模式,该模式的分析结果能够最大限度地反映出结构在实际地震作用下的内力和变形的分布。当结构处于线性反应阶段时,地震惯性力的分布主要受地震频谱特性和结构动力特性的影响。结构进入非线性阶段以后,地震惯性力的分布形式还将随着非线性变形的程度和地震的时间过程而发生变化。对于在不变荷载模式作用下可产生惟一屈服机制的结构,一般可以假定结构的竖向力分布模式在地震反应过程中保持不变对于规则的