留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

强震作用下铝合金蜂窝板组合网壳的连续倒塌性能研究

袁良健 赵才其 郑腾腾 王哲文 赵蔚然 朱青

袁良健, 赵才其, 郑腾腾, 王哲文, 赵蔚然, 朱青. 强震作用下铝合金蜂窝板组合网壳的连续倒塌性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(4): 41-48. doi: 10.13206/j.gjgS23021002
引用本文: 袁良健, 赵才其, 郑腾腾, 王哲文, 赵蔚然, 朱青. 强震作用下铝合金蜂窝板组合网壳的连续倒塌性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(4): 41-48. doi: 10.13206/j.gjgS23021002
Liangjian Yuan, Caiqi Zhao, Tengteng Zheng, Zhewen Wang, Weiran Zhao, Qing Zhu. Study on Progressive Collapse Performance of Aluminum Alloy Honeycomb Plate Composite Reticulated Shell Under Strong Earthquake[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(4): 41-48. doi: 10.13206/j.gjgS23021002
Citation: Liangjian Yuan, Caiqi Zhao, Tengteng Zheng, Zhewen Wang, Weiran Zhao, Qing Zhu. Study on Progressive Collapse Performance of Aluminum Alloy Honeycomb Plate Composite Reticulated Shell Under Strong Earthquake[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(4): 41-48. doi: 10.13206/j.gjgS23021002

强震作用下铝合金蜂窝板组合网壳的连续倒塌性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS23021002
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51578136)。

详细信息
    作者简介:

    袁良健,男,1992年出生,硕士,工程师。

    通讯作者:

    赵才其,男,1965年出生,博士,副教授,101000815@seu.edu.cn

Study on Progressive Collapse Performance of Aluminum Alloy Honeycomb Plate Composite Reticulated Shell Under Strong Earthquake

  • 摘要: 为了提高铝合金蜂窝板组合网壳的计算效率,分别采用引入接触单元的耦合法(简称接触模型)和完全协调法建立了有限元分析模型,并且将有限元分析结果与铝合金蜂窝板组合网壳承载力试验结果进行了对比分析,然后基于两种有限元分析方法建立了大跨铝合金蜂窝板组合网壳模型,并且提出了引入折减系数的完全协调法作为铝合金蜂窝板组合网壳的简化计算方法。基于上述简化计算方法,采用ANSUYS软件建立了有限元分析模型,探究了铝合金蜂窝板组合网壳在不同矢跨比(1/4、1/5、1/6)、不同跨度(40,50,60 m)和不同板厚(5,10,15 mm)下结构自振频率的变化规律。对铝合金蜂窝板组合网壳进行了时程分析,对结构的动力位移响应和进入塑性的杆件比例进行了全面的研究,得出了网壳发生破坏时的加速度幅值,探讨了不同矢跨比、不同跨度和不同板厚对铝合金蜂窝板组合网壳在强震作用下的抗连续倒塌性能的影响。结果表明:当板厚折减20%时,按完全协调法的有限元分析结果与试验结果之间的误差为5.87%,误差在合理范围内。故提出了引入折减系数为0.8的完全协调法作为铝合金蜂窝板组合网壳的简化计算方法,并且应用于组合网壳的自振频率分析以及在强震作用下组合网壳的倒塌性能研究。通过对组合网壳进行模态分析,发现:随着模态阶数的提高,组合网壳的自振频率有小幅度的增大。矢跨比的减小会引起组合网壳的自振频率的减小;跨度的减小和板厚的增大会引起组合网壳的自振频率的增大。通过对组合网壳进行时程分析,发现:随着加速度幅值的不断增大,不同矢跨比、不同跨度和不同板厚的铝合金蜂窝板组合网壳的最大节点位移和进入塑性的杆件比例都在逐渐增大;当加速度幅值为325,375,400 m/s2时,矢跨比1/4、1/5、1/6的组合网壳在El Centro波作用下依次发生连续倒塌破坏;当加速度幅值为300,350 m/s2时,40 m和50 m跨度的组合网壳在El Centro波作用下依次发生连续倒塌破坏;当加速度幅值为225,575 m/s2时,5 mm和15 mm板厚的组合网壳在El Centro波作用下依次发生连续倒塌破坏。矢跨比的减小、跨度的增加以及板厚的增加会引起组合网壳在El Centro波作用下发生破坏时的加速度幅值的提高,进而证实了铝合金蜂窝板组合网壳的抗连续倒塌性能的提高。
  • [1] Liu H B, Ding Y Z, Chen Z H. Static stability behavior of aluminum alloy single-layer spherical latticed shell structure with Temcor joints[J]. Thin-Walled Structures,2017,120:355-365.
    [2] 赵才其,马军,陶健. 新型装配式蜂窝板空腹屋盖结构的承载力试验研究[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2014,44(3):626-630.
    [3] 赵才其,马军,尹凌峰,等. 装配式蜂窝板轻型空腹楼盖、屋盖结构体系:200810100745. X[P]. 2008-05-16.
    [4] Zhao C Q, Zhao W R, Zheng T T, et al. Experimental and numerical study on the mechanical properties of honeycomb plate box-type hollow roof structure[J]. Advances in Structural Engineering,2022, 25(15):3086-3100.
    [5] Zhao C Q, Zheng T T, Zhao W R, et al. Research on bearing capacity of honeycomb plate box-type hollow roof structure[J/OL]. Construction and Building Materials, 2022.[2023-02-10]. https://www.sciencedirect.om/science/article/pii/S0950061822022541.
    [6] Zhao C Q, Gu Y, Zheng T T, et al. The connection performance and bearing capacity of a single-layer combined lattice shell with aluminium alloy honeycomb panels[J/OL]. Case Studies in Construction Marerials,2022.[2023- 02- 10]. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214509522000493.
    [7] 赵蔚然,郑腾腾,赵才其,等. 箱型空腹屋盖与传统屋盖的结构性能对比研究[J]. 钢结构(中英文),2022,37(10):24-31.
    [8] 袁良健,郑腾腾,赵才其,等. 铝合金甲虫板-杆组合网壳的力学性能研究[J]. 建筑结构,2022,52(增刊2):566-570.
    [9] 杨涛,陆艺. 建筑结构连续倒塌性能研究进展[J]. 力学与实践, 2016,38(6):612-618.
    [10] 葛金刚,刘晗晗. 单层球面网壳结构抗连续倒塌设计[J]. 建筑钢结构进展, 2013, 15(6):20-24.
    [11] 张毅刚,周海涛,吴金志. 强震下单层球面网壳连续倒塌机理[J]. 北京工业大学学报,2013,39(4):562-569.
    [12] 夏正昊. 铝合金蜂窝板单层组合网壳整体稳定设计方法研究[D]. 南京:东南大学, 2019.
    [13] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震设计规范:GB 50011-2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2010.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  151
  • HTML全文浏览量:  28
  • PDF下载量:  11
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-10
  • 网络出版日期:  2023-06-10

目录

    /

    返回文章
    返回