考虑下部结构单层球面网壳的地震动参数与易损性分析

摘要

目前大跨空间球面网壳结构的地震动参数研究与易损性分析多关注于上部结构，忽视了下部支承体系对整体结构的影响。为选取适于评估带下部结构肋环斜杆型单层球面网壳响应的地震动参数，以6个不同矢跨比、不同下部结构的单层球面网壳为模型，研究下部支承体系对球面网壳动力特性的影响，选取多条三维地震动作为输入对模型进行增量动力分析，从相关性、有效性和充分性三个方面对18个地震动参数进行分析评估。并基于大量算例失效时刻的特征响应，建立了考虑下部结构的单层球面网壳的地震损伤模型。结果表明：有无下部支承对结构基频影响较大，随着下部结构高度的增加，结构基频不断减小，无支承柱结构与带10 m支承柱结构的基频相差高达24%;加速度谱强度、峰值加速度与结构地震响应的相关性、有效性及充分性均优于其它地震动参数，可作为考虑下部结构肋环斜杆型单层球面网壳易损性分析的地震动参数。与此同时，在下部支承结构相同时，矢跨比小的网壳结构抗震性能更好，所致结构倒塌的临界荷载更大；支承高度对网壳抗震性能的影响并非呈线性关系，因此，在结构设计时应合理选取下部支承结构高度。

关键词

下部结构 / 肋环斜杆型 / 球面网壳 / 地震动参数 / 损伤模型 / 易损性分析

基金资助

国家自然科学基金联合基金项目(U1939208); 高等学校学科创新引智计划资助(111计划-B20039)