多重四边形环索-张弦穹顶局部断索冲击分析
2021-01-27付馨迪杜修力颜学渊贾宏宇
工程力学 2021年1期
关键词:结构
张 超,付馨迪,杜修力,颜学渊,许 莉,贾宏宇
(1. 福州大学土木工程学院,福建,福州 350108;2. 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京 100124;3. 西南交通大学土木工程学院,四川,成都 610031)
弦支穹顶结构是在单层网壳和索穹顶的基础上发展起来的一种新型预应力大跨度结构体系,被广泛应用于体育场馆、会展中心等大型公共建筑中[1]。拉索是弦支穹顶的核心构件,在实际使用过程中,可能会因施工偏差,遭遇爆炸、撞击等发生局部拉索失效[2−3]。从而使结构的刚度减小,导致一系列连锁反应继而发生局部或整体倒塌[4−6]。由于承受巨大预张力,拉索失效时间通常较短[7−8]。拉索短时间瞬断会迅速释放大量的应变能,进而引起剩余屋盖结构的剧烈振动,甚至发生局部或整体倒塌[9]。朱明亮等[10]基于向量式有限元的弦支穹顶的断索分析研究表明,拉索瞬断引起的动力放大效应十分显著;Shekastehband 等[11]对全张拉体系中的拉索突然破断进行了理论分析和试验研究,发现不同区域的拉索破断产生的影响完全不同,严重情况下甚至会引起张拉整体结构的连续倒塌;宗钟凌等[12]对一直径6 m 的葵花型索穹顶模型进行单根拉索瞬断试验表明:不同位置拉索的失效对结构的影响程度不尽相同,外环斜索和脊索的破断对结构影响相对较大。总体而言,断索引起的动力冲击动力效应不能被忽视。
目前,常用断索计算方法是基于荷载等效路径法的静力分析方法,其动力冲击效应则采用动力放大系数(dynamic amplification factor,DAF)来进行描述[13−14]。……
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