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地震作用下考虑损伤累积的单层球壳结构动力性能分析

作　者: 田娇
导　师: 丁阳
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 单层球壳地震作用混合强化损伤累积杆件失稳极限荷载
分类号: TU399
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

以往单层网壳结构抗震性能的研究中往往忽略材料损伤累积效应的影响,使理论分析结果与实际情况不符。本文在总结国内外已有研究成果基础上,采用考虑损伤累积效应的材料本构模型,对单层球壳结构在地震作用下的动力性能进行分析。主要内容如下:(1)论述网壳结构研究的发展现状、研究成果及存在的问题;总结钢构件动力性能的研究分析方法。(2)在弹塑性有限元理论的基础上,推导了考虑损伤累积效应的混合强化本构模型,并基于有限元软件ABAQUS编制了本构模型的子程序;通过数值分析及与已有试验结果比较,验证了本构模型及子程序的正确性、可靠性及实用性。(3)分析了材料损伤积累效应和杆件失稳效应对单层球壳结构极限承载力的影响,结果表明考虑损伤积累效应将降低结构极限承载力,不考虑杆件失稳效应将严重高估结构的承载力。(4)考虑杆件失稳效应,建立不同跨度、不同矢跨比和不同屋面均布荷载的15个单层球壳结构计算模型,分析了损伤累积效应对地震作用下结构动力性能的影响程度及规律。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 课题的背景及意义  7-11
    1.1.1 网壳结构发展概述  7-9
    1.1.2 网壳结构的研究发展及现状  9-11
  1.2 钢构件动力性能的研究方法简述  11-12
  1.3 损伤动力学的研究现状  12-15
  1.4 本文的主要工作  15-16
第二章考虑损伤累积效应的混合强化本构模型及子程序  16-33
  2.1 弹塑性力学的基本理论  16-22
    2.1.1 初始屈服准则  18
    2.1.2 流动理论  18-19
    2.1.3 强化准则  19-21
    2.1.4 加载准则  21-22
  2.2 混合强化本构模型和损伤模型  22-24
    2.2.1 混合强化本构模型  22-24
    2.2.2 损伤模型  24
  2.3 考虑损伤累积效应的混合强化本构模型材料子程序  24-31
    2.3.1 子程序的运行步骤  24-26
    2.3.2 子程序可靠性的理论验证  26-29
    2.3.3 子程序可靠性的试验验证  29-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章损伤累积和杆件失稳对单层球壳结构地震反应的影响分析  33-38
  3.1 地震作用下网壳结构动力反应全过程分析方法  33
  3.2 损伤累积对单层球壳结构地震反应的影响分析  33-35
  3.3 杆件失稳对单层球壳结构极限承载力的影响分析  35-37
    3.3.1 杆件失稳判别准则  35-37
    3.3.2 杆件失稳对单层球壳结构极限承载力的影响分析  37
  3.4 本章小结  37-38
第四章损伤累积效应对单层球壳结构动力性能影响规律分析  38-54
  4.1 单层球壳结构计算模型  38-39
  4.2 损伤累积效应对结构动力性能的影响分析  39-53
    4.2.1 损伤累积对不同跨度的结构动力性能影响规律分析  39-47
    4.2.2 损伤累积对不同矢跨比的结构动力性能影响规律分析  47-50
    4.2.3 损伤累积对不同屋面均布荷载的结构动力性能影响规律分析  50-53
  4.3 本章小结  53-54
第五章结论与展望  54-55
  5.1 结论  54
  5.2 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59

地震作用下考虑损伤累积的单层球壳结构动力性能分析

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