空腹柱面网壳结构地震响应分析研究

陈春红 唐婷

【摘要】采用有限元软件ANSYS15.0建立柱面空腹网壳的三维空间梁单元计算模型，在多遇地震作用下，分析柱面空腹网壳结构水平、竖向及水平和竖向两向地震共同作用下的力学响应，进一步探讨网壳结构在地震作用下的地震应力的变化规律及随参数变化关系。同时分别选取EI波，汶川地震波和人工波，输入三维地震波得到空腹网壳结构在地震作用下的动力响应，分析网壳结构的动内力、位移变化及特征点的时程曲线规律。通过反应谱分析和时程响应分析对比，对网壳关键节点和关键杆件的地震响应的一般规律进行分析讨论，为柱面空腹网壳的设计和实践提供理论依据。

【关键词】柱面空腹网壳结构；反应谱分析；时程分析；参数化分析；抗震性能研究

0、引言

相比常规网壳，空腹网壳简洁明快，形式优美，运用前景广泛[1][2][3]。本文选取柱面空腹网壳为研究对象，在线弹性范围内进行了网壳地震反应谱分析，分析了网壳参数变化对结构动内力的影响，并选取具有代表性的杆件为研究对象与静力分析结果进行对比分析，给出了地震内力系数参考取值；考虑几何非线性和材料双重非线性，分别输入不同地震波，选取具有代表性的杆件和节点得到了多遇地震作用下的位移和轴力时程曲线，进而得出该类网壳结构在动荷载作用下该类结构的地震响应一般特征。

1、空腹柱面网壳的有限元模型及参数选择

1.1 算例设计及模型参数