80 m 球径螺栓球节点单层球面网壳地震响应分析 - 哈尔滨工业大学学报.pdf

第４９卷　 第６期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４９ Ｎｏ６ 　 　 ２０ １７年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｎ． ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６０３１５４ 　 　 　 　 　 　 ８０ ｍ球径螺栓球节点单层球面网壳地震响应分析 １，２ ３ １，２ 曹正罡 ，周传波 ，严佳川 （１． 结构工程灾变与控制教育部重点实验室（哈尔滨工业大学），哈尔滨 １５００９０； ２． 哈尔滨工业大学 土木工程学院，哈尔滨 １５００９０；３． 湖南大学 土木工程学院，长沙４１００８２） 摘　 要：为探究半刚性节点单层球面网壳在地震荷载作用下的动力响应特征，针对沈北新区８０ ｍ球径螺栓球节点单层球面 网壳，采用有限元软件ＡＮＳＹＳ，引入节点试验和数值分析数据来模拟实际工程中螺栓球节点的抗弯性能，建立可考虑节点刚 度的精细化数值模型，并进一步考虑局部杆件和节点加强、壳体外表面安装围护材料等不同结构条件的变化，在此基础上，对 其开展了自振特性及在不同峰值地震荷载作用下动力响应分析．分析结果表明：本项目已建成的大跨度螺栓球节点单层网壳 具有良好的抗震性能，但螺栓球节点单层网壳局部开洞会形成明显的刚度薄弱区，建议洞口周边采用焊接球节点并对周圈杆 件加强．若在现有结构外表面安装围护玻璃则导致结构的抗震性能明显降低，罕遇地震下，节点最大位移将比竣工结构增大 １４０．１％，杆件最大应力增大７７．８％，节点最大位移时程曲线有发散迹象，表明结构有发生整体倒塌的可能性． 关键词：半刚性节点；单层球面网壳；有限元模拟；自振特性分析；地震响应分析 － － － 中图分类号：ＴＵ３９３．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１７）０６ ００５８ ０８ Ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｎ ８０⁃ｍｅｔｅｒ ｓｐａｎ ｓｉｎｇｌｅ⁃ｌａｙｅｒ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ ｄｏｍｅ ｗｉｔｈ ｂｏｌｔ⁃ｂａｌｌｊｏｉｎｔｓ １，２ ３ １，２ ＣＡＯＺｈｅｎｇｇａｎｇ ，ＺＨＯＵ Ｃｈｕａｎｂｏ ，ＹＡＮＪｉａｃｈｕａｎ （１．Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ （Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ １５００９０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５００９０，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ａｎ ８０⁃ｍｅｔｅｒ⁃ｓｐａｎ ｓｉｎｇｅｒ⁃ｌａｙｅｒ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅｄ ｄｏｍｅ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｂｅｅ