空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)損傷評(píng)價(jià)及加固方法研究.pdf

1、目前，我國(guó)已經(jīng)建成了許多大跨度空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，由于各種原因會(huì)使既有大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的損傷，而損傷的存在對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力性能是極為不利的，會(huì)極大地降低結(jié)構(gòu)的極限承載力和抗震能力，使得原本抗震性能優(yōu)異的網(wǎng)殼在強(qiáng)震作用下會(huì)出現(xiàn)失效、倒塌的可能。我國(guó)是地震多發(fā)國(guó)，大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)一般又都屬于人流密集的重要公共建筑，使得其抗震性能優(yōu)劣關(guān)系十分重大。因此，對(duì)受損大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)損傷評(píng)價(jià)并進(jìn)行抗震加固修復(fù)后，能否繼續(xù)正常工作并且具有良

2、好的抗震能力，是一個(gè)十分有必要去解決的問(wèn)題，但是關(guān)于這方面的研究目前尚不成熟。
　　 BRB（約束屈曲支撐）是目前擁有廣泛應(yīng)用前景的耗能減震構(gòu)件，施工安裝方便、經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)靈活而且不影響建筑物的美觀，使其不僅成為新建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的較佳選擇，也是已建受損結(jié)構(gòu)抗震加固和改造的重要手段。因此本文對(duì)約束屈曲支撐在受損大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震加固中的應(yīng)用研究展開(kāi)了分析。
　　 根據(jù)剩余模態(tài)力理論運(yùn)用ANSYS有限元軟件并結(jié)合模態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

3、對(duì)一受損網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于固有頻率變化方法的損傷評(píng)價(jià)以建立較精確的受損網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)值模型，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行靜力和動(dòng)力性能分析，提出三種抗震加固方案（方案一，將所有受損桿件進(jìn)行原桿替換修復(fù);方案二，利用BRB替換所有的受損桿件;方案三，將受損較輕微的桿件替換為原桿，將受損較嚴(yán)重的桿件替換為BRB)。首先對(duì)加固前后的模型進(jìn)行了靜力安全性分析，其次選擇EL-Centro波，天津波，Taft波罕遇地震記錄，按三向輸入進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析并進(jìn)行方案對(duì)比。然后

4、，從網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式、BRB屈服強(qiáng)度、尺寸大小以及地震動(dòng)加速度峰值等方面進(jìn)行參數(shù)分析。最后對(duì)雅丹觀光塔不規(guī)則雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，找出結(jié)構(gòu)關(guān)鍵桿件，并假設(shè)部分桿件受損，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)剩余承載力評(píng)價(jià)。
　　 通過(guò)分析得出以下結(jié)論:BRB不僅可以對(duì)新建結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，也可以成為已有受損結(jié)構(gòu)抗震加固和改造的重要手段。通過(guò)對(duì)三種方案加固后的結(jié)構(gòu)在正常工作狀態(tài)下的靜力安全性分析以及在不同地震波記錄作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析，說(shuō)明利用BRB進(jìn)行受

5、損網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震加固在保證結(jié)構(gòu)正常使用靜力安全性的前提下，能夠很好地改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)跨度越大、地震動(dòng)加速度幅值越高，約束屈曲支撐的抗震加固效果越好;BRB屈服強(qiáng)度為80MPa、100MPa，截面尺寸為0.8倍和1.0倍原桿截面時(shí)抗震加固效果較好;而且在進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分析時(shí)不應(yīng)該忽視下部支撐對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)一些實(shí)際工程可以結(jié)合各工況荷載設(shè)計(jì)分析的結(jié)果，假設(shè)結(jié)構(gòu)部分桿件出現(xiàn)損傷，通過(guò)結(jié)構(gòu)剩余承載力評(píng)價(jià)的方法找出結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵桿件，