【摘 要】
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张弦梁结构是一种具备广阔运用前景的大跨度预应力空间结构。随着结构在工程中的广泛运用,研究学者们对该类形式的建筑结构开展了大量的研究分析,但基于船型张弦梁结构的地震易损性分析还远远不够,结构在各个破坏状态的指标界限值也没有给出统一的标准和方法。因此,本论文对船型张弦梁结构开展易损性分析工作,通过研究船型张弦梁结构在不同地震动强度下的倒塌概率,分析该结构的抗倒塌能力,并为此类结构的设计与施工提供依据。
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张弦梁结构是一种具备广阔运用前景的大跨度预应力空间结构。随着结构在工程中的广泛运用,研究学者们对该类形式的建筑结构开展了大量的研究分析,但基于船型张弦梁结构的地震易损性分析还远远不够,结构在各个破坏状态的指标界限值也没有给出统一的标准和方法。因此,本论文对船型张弦梁结构开展易损性分析工作,通过研究船型张弦梁结构在不同地震动强度下的倒塌概率,分析该结构的抗倒塌能力,并为此类结构的设计与施工提供依据。主要研究内容及结论如下:首先,利用OpenSEES软件建立了跨度L为56m,柱距lc为9m的船型张弦梁结构基本模型,并对该基本模型开展数值模拟分析。对比分析了预应力、柱跨比(lc/L)、垂跨比等参数对船型张弦梁结构受力性能的影响,给出了船型张弦梁结构建模参数的合理取值。基于基本模型,以柱跨比(lc/L)为变量分别建立了三个船型张弦梁结构分析模型(分析模型1:柱跨比(lc/L=0.16);分析模型2:柱跨比(lc/L=0.21);分析模型3:柱跨比(lc/L=0.27))。其次,分别对第二章给出的三个分析模型开展多地震动记录下的增量动力分析(IDA分析)。讨论给出了船型张弦梁结构破坏界限值的确定方式,并根据IDA分析结果,得出分析模型1-3在多地震动作用下进入各个破坏状态的变化趋势,得出了柱跨比(lc/L)对船型张弦梁结构在地震动下的结构响应的影响。当柱跨比(lc/L)在0.16至0.27之间时,随着柱跨比(lc/L)的增大,结构响应超越响应极限状态的地震动记录数量越多。然后,分别对三个分析模型开展地震易损性分析,讨论柱跨比(lc/L)对船型张弦梁结构地震易损性的影响。根据推导的结构反应概率函数,分别得出了对应于三个分析模型的结构失效概率公式,绘制了对应的易损性曲线示意图,得出了如下结论:当柱跨比(lc/L)在0.16-0.27之间时,随着柱跨比(lc/L)的增大,船型张弦梁结构进入各个极限状态的概率越高,抗震性能越差。最后,分别绘制了三个分析模型的抗倒塌概率曲线,讨论了柱跨比(lc/L)对船型张弦梁结构抗倒塌性能的影响。得出了在设防大震作用下,船型张弦梁结构分析模型1-3的倒塌概率分别为0.22%、0.37%、1.18%,表明了船型张弦梁结构的抗倒塌能力较好。当柱跨比(lc/L)处于0.16至0.27之间时,船型张弦梁结构的抗倒塌性能与柱跨比(lc/L)的大小呈线性递减的关系。
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