灾害风荷载下温室单层柱面网壳整体动力倒塌分析

王军林，郭 华，任小强，孙建恒



灾害风荷载下温室单层柱面网壳整体动力倒塌分析

王军林，郭 华，任小强，孙建恒※

（河北农业大学城乡建设学院，保定 071001）

该文针对大跨轻质单层柱面网壳在灾害强风天气下存在动力倒塌破坏的可能性，利用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA及自编前后处理程序，综合考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性，建立了灾害风荷载下温室单层柱面网壳结构整体动力倒塌的数值分析模型，考察了单层柱面网壳的动力倒塌发展全过程。以节点位移和变形形态等几何特征响应对网壳结构进行了动力倒塌过程分析，将网壳结构倒塌过程依据其特性划分为轻度损伤阶段，倒塌形成阶段和整体倒塌阶段3个阶段；同时以杆件内力和截面塑性发展等力学特征响应对网壳结构进行了动力倒塌机理研究，指出网壳结构的风致动力倒塌原因是风压区压杆反复屈曲和拉杆依次失效相互作用的综合体现。对比分析考虑下部支承与不考虑下部支承单层柱面网壳的动力倒塌过程，结果表明，考虑下部支承柱时网壳结构动力倒塌对应的临界荷载系数发生了25%的明显降幅。该研究为温室网壳结构的抗风设计、工程应用和防灾评估提供了理论参考。

温室；模型；荷载；单层柱面网壳；风荷载；动力倒塌

0 引 言

设施农业是衡量一个国家农业现代化程度的重要标志之一，快速发展的设施农业对温室结构提出了标准化、大型化、高效化的更高要求，并且需要具备抵御风雪等自然灾害的抗灾防灾能力[1]。……