杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应影响研究

摘要

单层网壳的初始缺陷可分为整体缺陷和杆件缺陷两大类.杆件缺陷对单层球面网壳地震响应的影响值得进一步深入研究.本文利用OpenSees程序,应用多段梁法模拟杆件初始缺陷,考虑杆件初弯曲方向随机分布,建立了跨度40m三种不同矢跨比的单层球面网壳有限元模型,进行了两条三维地震动下多个模型的增量动力分析,研究杆件初始缺陷对其地震响应的影响.网壳杆件通常为钢管，钢管的初始缺陷主要包括初弯曲、初偏心以及残余应力。在包含多个杆件的整体结构有限元分析中，杆件的初始缺陷可通过多段梁法进行模拟，该方法中，每根杆件被划分为多个直线梁单元，单元节点通常在正弦半波曲线上。地震作用下，当单层凯威特球面网壳处于弹性时，杆件缺陷对其地震响应的影响可以忽略；当网壳进入塑性后，杆件缺陷对其地震响应的影响不可忽略，地震动越大，不同杆件初弯曲方向的网壳地震响应离散程度越大。地震动强度较大时，包含杆件缺陷和整体缺陷的单层网壳地震响应和仅仅考虑整体缺陷的单层网壳地震响应差异很大，两者最大位移响应的相对大小并无规律性，此时应合理考虑杆件缺陷。