考虑双线性随动强化的张弦梁结构动力失效分析.pdfVIP

第十届全闺现代结构丁稃学术研讨会 考虑双线性随动强化的张弦梁结构动力 失效分析 卢群鑫1吴慧2 高博青3 (1．浙江省城建设计院，杭州，310009。2．浙江财经学院，杭州310018，3．浙江大学空间结构中心，杭州，310058) 提要：为了考察材料非线性对张弦梁结构动力失效的影响，本文假设张弦粱上桁架杆件遵从双线性随动强化模型，运用时 程分析法，分析了考虑材料双线性随动强化的张弦梁结构初始预应力水平、构件截面尺寸、矢跨比、等参数对结构 动力失效的影响。结果表明，按理想弹塑性模型进行计算较双线性随动强化更易失效，同时发现提高预应力水平、 增大矢跨比和杆件截面面积可以提高结构的平面内刚度，而对侧向刚度影响较小，地震加速度垂直作用于结构时， 结构响应最大。因此，考虑材料非线性进行张弦梁结构动力失效分析是必要的。 关键词：张弦梁，双线性随动强化，理想弹塑性，动力失效，参数影响 一、引言 较高，制造、运输、施工简捷的自平衡结构体系，在我国已获得了较广泛的应用【3I。 目前，研究人员对张弦梁结构进行了一定程度的研究。文献f4，5】通过参数化方法对单榀张弦梁结构静 力性能进行分析，归纳了多种因素对单榀张弦梁结构静力性能的影响。文献【6—8】分析了张弦梁的自振特性、 地震响应特性及平面张弦梁结构的整体稳定性，其中文献[71考虑了张弦梁结构的非线性动力特性，但考虑 材料非线性对张弦梁结构影响的研究，还比较少见。为此，本文采用材料双线性随动强化模型，分析张弦 梁结构动力失效特征，并作了参数分析。 二、结构计算模型 某张弦梁结构共有五榀组成，各榀间距12m，单榀张弦梁跨度80m，矢高9．4m，撑杆问距10m，， X 上弦由三角形桁架组成，其中上弦杆截面①203×10，下弦杆①20310，腹杆o180×10，撑杆@203×10， 纵向在撑杆处连有支撑小桁架，材料为Q235B，杨氏模量为E=206kN／mrn2，泊松比为0．3，下弦索选用 PES5．127钢丝拉索：假定杆件材料分别遵从理想弹翅性模型及双线性随动强化模型，曲线中强化段的斜率 按文[10l取为0．014，服从Miss屈服准则，屈服强度为235 8P表示构件全截面都进入了塑性。 工业建筑2010增刊 467 第f％全凼现代粘构I程学术研讨会 繇业， N] 图l张弦粱立面图 三、理想弹塑性模型与双线性模型对结构动力失效的影响 山应变关系曲线时．在地震加速度峰值从0I 6 g增加到Ig的过程中，圈2、图3为结构IB跨．跨中 处下弦节点的竖向位移和侧向位移。从图中可见，随着加速度峰值的增加，侧向位移逐渐出现偏离平衡位 置振动的趋势。当加速度峰值达到16g时，结构最大侧向位移已超过2．5m。由于初始平衡位置足势能最 小．结构在地震作用下偏离平衡位置后仍保持很强的回归势能展低位置的趋势。而竖向位移相对较小，而 儿始终在平衡位簧上下振动，未发现有失弛的迹象。 囤2侧向位移随时间变化曲线 图3竖向位移随时阃变化曲线 Tn建筑卸10增刊 第十届全闲现代结构_1：程学术研讨会 地震加速度峰值从0．1g到0．3g，全截面进入塑性的杆件数日为零。从0．4g开始，右侧靠近支座的撑 杆所支撑的桁架下弦杆开始有3根杆件全截面进入塑性。随着地震加速度峰值的增加，O．7 g时，右侧靠近 支座的第二根撑杆所支撑的桁架下弦杆出现仝截面进入塑性的杆件。1。3