考虑土-结构相互作用的单层球面网壳地震作用下动力稳定性研究

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目前网壳结构动力稳定性研究均基于刚性地基假设,未考虑土.结构相互作用的影响。然而,在实际工程中,上部结构、基础和土作为一个整体共同抵抗外部荷载作用,现有分析方法与结构实际受力状态存在一定差异。本文选取K8型单层球面网壳为研究对象,综合研究了土-结构相互作用对单层球面网壳结构动力稳定性的影响。   首先,利用George Gazetas等提出的地基基础动力阻抗计算方法,将地基土对基础的作用简化为弹簧-阻尼体系,利用ANSYS软件建立土-单层球面网壳动力相互作用模型,研究了模型自振特性,并与不考虑相互作用的网壳模型进行比较,分析了自振特性随场地条件的变化规律。然后,基于地震作用下的全过程非线性分析,本文分析了单层球面网壳在地震作用下的动力响应,得出特征点的荷载-最大位移曲线,根据B-R动力失稳判别准则,得到网壳动力失稳临界荷载,并与传统的刚性地基假设模型相应计算结果比较,得出单层球面网壳研究中考虑土-结构相互作用的必要性。本文还分析了矢跨比、不同地震波、地震波不同输入方式、场地条件等因素影响下考虑土.结构相互作用的单层球面网壳结构动力稳定性。   研究表明,与刚性地基假设相比,考虑土-结构相互作用的单层球面网壳结构自振频率降低,结构地震响应变化显著,动力稳定临界荷载减小,且结构刚度越大,地基土刚度越小,相互作用影响越大。土-结构相互作用对网壳结构的影响与场地条件、输入地震波等参数有很大关系。   本文分析考虑土-结构相互作用的单层球面网壳的动力稳定性,进一步了解单层球面网壳的抗震性能,为今后的工程设计、工程实践提供依据。
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