[发明专利]一种单层球面网壳结构动力稳定分析方法

说明书

本发明公开了一种单层球面网壳结构动力稳定分析方法，所述方法包括：计算量化单层球面网壳结构下部支承柱水平刚度系数；如果所述下部支承柱水平刚度系数小于或等于设定阈值，则考虑下部支承对单层球面网壳结构进行整体动力稳定分析；否则，单独对单层球面网壳结构进行增量动力时程分析。利用本发明，可以提高对单层球面网壳结构的动力稳定性评估的准确性，并提升网壳结构抗震设计的效率。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种单层球面网壳结构动力稳定分析方法。

背景技术

单层球面网壳结构兼具薄膜结构和网格结构的受力特点，由于其具有受力性能好、跨越能力强、施工装配快、建筑造型美、经技指标优等一系列优点，因此在各大公共建筑中广泛应用。单层球面网壳结构为典型的三维空间构型，体量巨大，杆件数量庞大，其动力稳定性为工程设计中的关键问题。尤其是考虑到单层球面网壳结构广泛应用于公共建筑中，强震作用下一旦发生倒塌事故，势必引起巨大的生命财产损失，产生重大的社会影响。

目前，在网壳结构设计中，针对网壳结构的动力稳定分析大都未考虑下部支承对网壳结构动力稳定的影响。而且，在大多数情况下，单层球面网壳结构有不同形式的下部支承结构，这给网壳结构动力稳定分析带来更大的计算量和困难度，因此对单层球面网壳结构的动力稳定性进行准确评估，对单层球面网壳结构的抗震设计具有重要指导作用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种单层球面网壳结构动力稳定分析方法，以提高对单层球面网壳结构的动力稳定性评估的准确性，并提升网壳结构抗震设计的效率。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种单层球面网壳结构动力稳定分析方法，所述方法包括：

计算量化单层球面网壳结构下部支承柱水平刚度系数；

如果所述下部支承柱水平刚度系数小于或等于设定阈值，则考虑下部支承对单层球面网壳结构进行增量动力时程分析；

否则，单独对单层球面网壳结构进行增量动力时程分析。

可选地，所述计算量化单层球面网壳结构下部支承柱水平刚度系数包括：

按照以下公式计算量化下部支承结构水平刚度系数S：

其中，S_S为单层球面网壳结构下部支承柱水平刚度系数；A为所述下部支承柱的横截面积；D为单层球面网壳结构上部球面网壳结构的跨度；H₁为所述上部球面网壳结构的矢高；H₂为所述下部支承钢柱的竖向高度；n为所述下部支承柱的个数；α为调整系数。

可选地，所述考虑下部支承对单层球面网壳结构进行整体动力稳定分析包括：

根据所述单层球面网壳结构及其下部支承柱建立有限元弹塑性动力时程分析模型；

利用所述有限元弹塑性动力时程分析模型对单层球面网壳结构进行动力稳定分析。

可选地，所述单独对单层球面网壳结构进行增量动力时程分析包括：

根据所述单层球面网壳结构建立有限元弹塑性动力时程分析模型；

利用所述有限元弹塑性动力时程分析模型对单层球面网壳结构进行动力稳定分析。

可选地，所述利用所述有限元弹塑性动力时程分析模型对单层球面网壳结构进行动力稳定分析包括：

向所述有限元弹塑性动力时程分析模型输入初始地震波时程，进行一次完整周期的弹塑性动力时程分析，确定本次分析中网壳的特征位移；