强震下单层球面网壳结构特征响应的研究

4�M��N4�m6����}�]�����1�,�V���"http://www.film1981.com/doc/cailiao/" target="_blank" class="keylink">材料为双线型随动强化模型，Et=0.02E，屈服点235MPa，Rayleigh阻尼，阻尼比ξ=0.02。

对上述类型网壳进行全过程响应的有限元分析，并提取出每个单元的应变能及相应的应变能密度，TAFT波作用下单层球面网壳结构部分特征响应统计列于表2中。

3 算例

对已选择的不同类型的单层球面网壳进行全过程响应的有限元分析，并依据公式（1），时时提取出每一个网壳每一个单元的应变能及相应的应变能密度，依据公式（2）和公式（3）分别计算出每个网壳的GSED和LSED，并将其与A的关系绘制成曲线，列于图2中。

根据图2（a）得知，在一定荷载级数之前（即一定的加速度峰值之前），GSED与加速度峰值关系曲线的斜率几乎恒定不变，但是当加速度峰值达到一定值之后（即图中的一定荷载级数），其斜率会相应调整。基于这一特点可以判断结构进入弹塑性工作状态的时刻，其值与有限元模拟结果分别列于表3。

从表3中可见，二者非常接近，可见该方法的正确性。从图2（b）中可见，在一定范围内时LSED随加速度峰值较为平稳地增加；但当加速度峰值达到一定时，LSED发生了突变（图中画圈的位置），本文利用这一突变点来判断结构的失效，其所对应的加速度峰值为失效荷载。本文将其与支旭东[25]给出的失效准则做了对比，并置于表4中。

从表4中可见，两种方法给出的失效荷载对于D40205、D60065和D60067三个网壳是一致的，这从一定程度上验证了本文给出的失效准则的正确性。支旭东给出的失效准则是以经验性地鉴别（如单层球面网壳出现较为明显的外在失效现象）、同时以最大节点位移（非同一节点）作为定量基础。

而本文从结构整体受力状态的角度出发，绘制LSED与加速度峰值关系曲线关系，基于其上特征点来判断结构的失效荷载，有一定的规律性和机理性。但两种计算的失效荷载的准确性需要试验等做进一步探讨。

4 结论

本文从结构整体受力的角度出发，提出两个新概念GSED和LSED，对强震作用下单层网壳结构的响应进行研究，并据此来判断结构弹塑性分界点处的和失效时的加速度峰值。从LSED与加速度峰值关系曲线来看，强震作用下单层网壳结构的失效形式更多地表现为失稳破坏。与此同时，每个网壳的失效荷载均较大，表明了这类结构具有较强的抗震能力，适合做为强震时的避难场所。

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