加约束屈曲支撑施威德勒型球面网壳减震效应参数分析.pdf免费

第十届全闲现代结构。1：程学术研讨会 加约束屈曲支撑施威德勒型球面网壳减震效应参 数分析 周海涛1’2，曹华1，刘文超1 (1．北京工业大学，100124；2．河南城建学院467001) 摘要： 以60m跨施威德勒型嘲壳结构为研究对象，计算了在三维天然波作用下8种不同约束屈曲支撑布置方案下结构的 动力学反应，结果表明在该类型网壳中布置约束屈曲支撑能有效降低结构各节点最大位移响应和杆件最大轴力响 应，分析计算各主要节点位移与杆件轴力减震效果参数并比较，得出该网壳约束屈曲支撑最优布置方案。 关键词： 约束屈曲支撑；施威德勒型嘲壳；减震效果参数；布置方案 ．■L—-■一 一、月lJ舀 约束屈曲支撑(BRB)是一种新的可以避免支撑屈曲的体系。其形式多样，但原理基本相似．BRB主要 是由核心钢构件和外围构件两部分组成。核心钢构件由屈服点较低、延性好的钢材制作，外围约束构件一 般由屈服点较高钢管填充混凝土或砂浆制成。在核心钢构件与混凝土之间设有一层很薄的无粘结材料。在 承向荷载作用时，屈曲约束支撑的核心构件在拉压力作用下，均可以达到充分屈服而不发生屈曲，通过屈 服达到耗能的目的。 田 1．．．．．．．．．．．．一 图1约束屈曲支撑的组成 约束屈曲支撑的研究开始于多高层框架结构体系…。在国内外大量的计算、试验研究中其在框架结构 本文以单层施威德勒型网壳为分析对象，采用约束屈曲支撑代替部分杆件，对其进行进行减震效果及 减震参数的分析，得出各种参数的影响规律，此项研究对理论和实际计量具有指导和借鉴意义。 屈曲支撑减震原理 对于未设置约束屈曲支撑的单层施威德勒网壳，其动力平衡方程为： M≯+cy+Ky=一M≯s 工业建筑2010增刊 413 第十届全国现代结构工程学术研讨会 将结构的某些杆件取下，用约束屈曲支撑替代，支撑给结构带来附加刚度和附加阻尼，使得网壳总刚 度矩阵和总阻尼矩阵发生变化，结构的动力平衡方程变为： (2) My。(f)+(召+∑△e)y‘(f)+(露+∑战))，(f)=一喊 其中，M为原网壳的质量矩阵(忽略质量变化变化)：K为新结构的总体刚度矩阵(从原总刚度矩阵中减 去被替代杆件的单刚部分)；AK为第X约束屈曲支撑杆件提供的附加刚度矩阵，c为新结构的阻尼矩阵， 采用瑞利阻尼，由于结构总刚矩阵发生变化，因此结构自振频率也相应发生变化，△e为第X约束支撑杆 件提供的附加阻尼矩阵。 三、分析模型 通过MST程序优化设计一单层施威德勒球面网壳，跨度60米，矢跨度比1／5，构件为热轧圆钢管， 除斜向支撑截面为88．5 屋面其他恒荷载3KN／m2，以集中质量元的形式施加在梁相交节点上。 数值分析中，所有梁构件采用Beaml88单元建模，该类梁元在非线性分析中能考虑大变形、大转角和 大应变效应。屈曲支撑采用Link8单元建模，该单元为只承受拉压作用的单元，无转角自由度，故不考虑 屈曲效应，适合模拟约束屈曲支撑。所有节点均为刚接。 图2施威德勒网壳模型几何尺寸 经静力分析，顶部最大竖向位移17．22，如图三所示，远小于跨度60米的1／1000，刚度满足要求。 414 工业建筑2010增刊 第十届全国现代结构I程学术研讨会 鼎 围3模型位移云图 分析约束屈曲支撑对阿