联方型网壳的隔震研究.pdfVIP

第十届全国现代结构1：程学术研讨会 联方型网壳的隔震研究 李凯旋，刘伟 (大连港湾1=程有限公司．116600) 提要： 本文将联方型网壳结构的支座设置成弹性支座和弹性阻尼支座的方式对其隔震性能进行了分析。在罕遇地震作用 下，分析比较了该结构在无控和有控状态下的动力响应，重点讨论了不同支座类型在地震波作用下的最大支座反 力，节点位移和支座反力时程曲线。研究结果表明：弹性阻尼支座隔震效果明显。 关键词： 联方型网壳，隔震作者，弹性支座，弹性阻尼支座 一、引言 目前结构振动控制在多高层及高耸建筑得到了较多的研究和应用…。如何将结构振动控制技术应用于 大跨度空间结构的防震，引起了国内外学者的重视。目前在这一领域已经开展了一些研究，但就总体而言， 大跨度空间结构振动控制仍处于起步阶段，进一步开展大跨空间结构振动控制的研究工作具有重要意义比’。 随着大跨度空间结构中的应用日益广泛，其在地震作用下的结构性能研究为越来越多的结构工程师所 重视，有必要对其进行深入分析。本文即是在这一背景下对联方型网壳的隔震性能进行研究分析，通过研 究设置隔震支座的联方型网壳结构在地震作用下的动力响应，总结网壳结构中隔震性能的规律，为以后的 网壳的隔震设计提供一些建议。 二、计算模型 跨度为30m的K8联方型网壳结构，矢跨比1／5(图1)。在网壳结构边界处设置隔震支座，支座直接 与基础固接。对比椭球面网壳结构设置隔震支座前后的自振特性。结构杆件按常规设计，安全系数为2．0， mmX4．5 结构杆件采用截面：环肋为140 mm，其余杆件108咖×4him的圆管截面。材料为Q235钢，假定 为等向强化Mises弹塑性材料。网壳隔震中使用的隔震支座为弹性支座和弹性阻尼支座。在有限元分析中， 弹性支座用Combinel4单元来模拟，弹簧水平刚度取1．0×105N／m，竖向刚度为1．0×108N／m：弹性阻尼 支座中弹簧刚度与弹性支座的刚度相同，支座两个水平方向的阻尼系数均为lOOk}{·s／m。本文波形选用的 E1一centro波(1940年)、Kobe波、Taft波，峰值加速度为400gal，三向输入。采用ANSYS软件时程分析 方法对结构罕遇地震作用下的变形和内力进行计算。 472 工业建筑2010增刊 第十肺全国现代结构I枉学术研l悟 图1联方型网壳 t● ●j K 图2c∞blnel4单元示意围 三、结构自振特性 首先研究分析了网壳结构附加隔震支座前后的自振特性。 原结构与设置隔震支座后结构的自振频率见(图3)。由于阻尼对结构基本周期和振型无影响。‘“，所 以设置弹簧支座和弹簧阻尼支座阻尼对结构基本周期和振型的影响是相同的，即列出的隔震结构结果代表 两种隔震方案的结果。隔震支座前三阶振型以结构整体变形为主，从第四阶振型开始为隔震支座与上部椭 球网壳结构互相耦台的变形。隔震支座降低控体结构的刚度．因此结构整体的自振周期延长，即结构各阶频 率降低。 图3自振频率 l_p建筑2010mH 第1艟全国取代结拇I程学术研讨会 四、罕遇地震作用下结构动力响应 (一)支座反力时程分析 ：]r—i藤‘一1 『二麟*i i二i簿i习书潮 ，一L—r下—?rr—LT—『-T—rT ；i¨艚；}嘲 一{ 匿一] 墨 目螂ij蝴 =L．．