混凝土人字形密肋网壳与下部结构共同工作动力特性分析.pdfVIP

第34卷 第 1期 贵州大学学报 (自然科学版) Vo1．34 No．1 2017年 2月 JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences) Feb．2017 文章编号 1000-5269(2017)01-0083-06 DOI：10．15958／j．cnki．gdxbzrb．2017．01．17 混凝土人字形密肋 网壳与下部结构共 同工作 动力特性分析 齐卫东 ，张华刚 ，方 强 ，何 奇 ，段帅科 ，姚 玲 (1．贵州大学 空间结构研究中心，贵州 贵阳550003；2．贵州大学 土木工程学院，贵州 贵阳550025) 摘 要：对混凝土人字形密肋折板网壳与下部结构共 同工作的动力特性，采用有限元方法计算 24个算例，对比点支承网壳和屋盖与下部结构共同工作的 自振频率与振型，有限元参数分析考 虑屋盖矢跨 比、肋刚度、脊线刚度和顶层抗侧刚度的影响。计算结果表 明：屋盖点支承和与下部 结构共同工作的自振频率分布均较为密集，点支承屋盖的振型主要为竖向振动，共 同工作时，第 1、2阶振型为平动振型，第3阶为扭动振型，高阶平动振型中伴随屋盖的竖向振动，屋盖不宜简化 为理想点支承作抗震设计；屋盖矢跨比对整体结构前三阶频率的影响较小；提高顶层抗侧刚度有 利于增大结构整体刚度 ；增大屋盖肋刚度时，结构整体刚度仍主要受下部结构刚度控制 ，屋盖肋 截面在满足承载力需求前提下可按较小的高跨 比确定；屋脊类似于屋盖拱向肋的系杆，不会影响 结构整体刚度 。 关键词：混凝土人字形密肋网壳；下部结构；共同工作；动力特性；参数分析 中图分类号：TU3l1．3 文献标识码 ：A 壳体结构具有 自重轻、跨度大的优点，自混凝 力 ；出于防护等特种工程需要，张琦彬等开展了 土材料问世后，开始在建筑工程 中得到广泛应用， 上弦层为钢一混凝土组合壳的双层柱面组合网壳研 并在上世纪五六十年代发展至高潮 ¨，混凝土壳体 究，表 明结构具有较好的抗冲击性能 J。上述研究 的工程实践也为空间结构的发展奠定了相应的理 工作推动了混凝土壳体结构的发展。 论基础。由于混凝土壳体结构施工难度大，需要模 我国较早就开展了混凝土网壳的研究和应用 板多，加上新材料应用、数值计算理论发展以及施 工作 ]，并在现代建筑工程中仍有应用 ’m。为进 工技术的提高，使得现代空间结构向轻质高强方向 一 步降低混凝土网壳的施工难度，张华刚 等提 发展，并修建了一批代表性工程 。但由于混凝土 出混凝土密肋折板网壳结构，它由密肋平板交汇而 材料本身具有 良好的防火性和耐久性，近年来混凝 成，具有较好的空间受力性能。当前对这类新型混 土壳体结构在建筑工程中的应用并未停滞 J。 凝土网壳结构主要开展了人字形密肋折板拱 (筒) 将钢材和混凝土结合使用是混凝土壳体结构 网壳在理想点支承条件下 的的静、动力性能分 的重要发展方向之一，其中组合网壳由混凝土壳和 析 1,,-14]，刘彩口等还进行了拟球面扁网壳的动力 钢网壳组成，已在我 国较早应用于多项实际工程 特性研究。 中，有效减少 了混凝土壳体的施工支撑 ，当采用预 人字形密肋折板网壳在传统民居和仿古建筑 制带肋壳板时，施工难度被进一步降低 ；滕锦光 中具有较好的适应性 ，屋盖的理想点支承条件较 等提出大跨度钢一混凝土组合壳体结构l6J，钢壳和 难在工程中出现 ¨ ，因此有必要讨论屋盖与下部 混凝土壳间依靠销钉等抗剪件连接而共同工作，钢 结构的共同工作性能。其中共同工作的动力特性 壳既是混凝土浇筑的模板，又可承担壳体的薄膜应