铝合金蜂窝板球面组合网壳动力与抗倒塌性能研究Research on Dynamic and Anti-collapse Performance of Spherical Composite Reticulated Shells with Alloy Honeycomb panels
王晨羽,郑腾腾,胡兵
摘要(Abstract):
为探究铝合金蜂窝板球面组合网壳的动力性能及抗连续倒塌能力,以相同跨度和矢跨比的铝合金蜂窝板球面组合网壳、钢网壳及铝合金网壳为研究对象,采用ANSYS17软件建立有限元模型,并基于三明治夹芯板理论和接触单元耦合建模方法开展简化分析。在El Centro地震波作用下,采用动力时程分析方法,对三种结构的自振特性、动力响应及连续倒塌行为进行对比分析,计算节点位移、加速度响应及杆件塑性发展比例等指标。结果表明,简化有限元模型具有较高可靠性,铝合金蜂窝板球面组合网壳自振频率高于钢网壳和铝合金网壳;在相同跨度和矢跨比条件下,其破坏对应加速度幅值约为后两者的5~6倍。蜂窝板协同受力作用可有效提升网壳结构刚度,并显著增强其抗震性能与抗连续倒塌能力。
关键词(KeyWords): 组合网壳;动力时程分析;有限元分析;动力性能;抗连续倒塌
基金项目(Foundation): 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_0219);; 连云港市科协软课题研究项目(LYGKXLXKT231)
作者(Author): 王晨羽,郑腾腾,胡兵
参考文献(References):
- [1] 尹凌峰,赵惠麟,赵才其,等.装配式蜂窝板轻型空腹楼、屋盖结构体系[P].中国专利,200810100745.X.2010-04-10.
- [2] Zhao,C.Q.,Zhao,Y.J.,Ma,J.The stability of new single-layer combined lattice shell based on aluminum alloy honeycomb panels[J].Appl.Sci.2017,7(11):1150.
- [3] 杨涛,陆艺.建筑结构连续倒塌性能研究进展[J].力学与实践,2016,38(6):612-618.
- [4] 赵广坡,肖克艰,冯远,等.成都双流国际机场T2航站楼大厅陆侧大跨钢结构抗连续倒塌分析[J].建筑结构,2010,40(9):27-30.
- [5] 张慎,李霆,杜新喜.大跨空间网壳结构抗倒塌性能分析[J].建筑结构,2010,40(8):27-31.
- [6] 葛金刚,刘晗晗.单层球面网壳结构抗连续倒塌设计[J].建筑钢结构进展,2013,15(6):20-24.
- [7] 袁良健,赵才其,郑腾腾,等.强震作用下铝合金蜂窝板组合网壳的连续倒塌性能研究[J].钢结构(中英文) .2023,38(4):41-48.
- [8] 夏利娟,金咸定,汪庠宝.卫星结构蜂窝夹层板的等效计算[J].上海交通大学学报,2003,37(7):999-1001.
- [9] 王哲文.大跨度单层铝合金组合网壳结构抗连续倒塌性能研究[D].南京:东南大学,2019.
- [10] Zhao,C.Q.,Zheng,T.T.,Zhao,W.R.,et al.Research on bearing capacity of honeycomb plate box-type hollow roof structure[J].Constr.Build.Mater.2022,347:128596.
- [11] 夏正昊.铝合金蜂窝板单层组合网壳整体稳定设计方法研究[D].南京:东南大学,2019.
- [12] 李建亮,赵晶,李福海,等.结构抗震设计时程分析法的分析研究[J].四川地震,2011(4):25-28.
- [13] 沈世钊,支旭东.球面网壳结构在强震下的失效机理[J].土木工程学报,2005,38(1):11-20.
- [14] 建筑抗震设计规范GB50011-2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.