基于向量式有限元的网壳结构地震易损性分析

作     者：曲激婷 宋嘉诚 霍林生 QU Jiting;SONG Jiacheng;HUO Linsheng

作者机构：大连理工大学建设工程学院辽宁大连116024 

出 版 物：《世界地震工程》 (World Earthquake Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第1期

页      面：96-106页

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发项目(2016YFC0701103) 国家自然科学基金项目(51778113) 

主　　题：增量动力分析 单层球面网壳 向量式有限元法 非线性分析 地震易损性分析 

摘      要：为解决网壳结构地震易损性研究中,增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)所面临的结构非线性分析耗时长且求解困难的问题,提出了一种基于向量式有限元的IDA方法。首先,以一个Kiewitt-8型单层球面网壳为例,验证了向量式有限元方法求解结构地震响应的准确性,其次选取12个不同参数的Kiewitt-8型单层球面网壳为研究对象,并考虑材料不确定性进行IDA分析,以地震峰值加速度与结构最大节点位移比为参数,绘制了结构在地震作用下的IDA曲线和轻微破坏、严重破坏及倒塌这三种性态下的易损性曲线。结果表明:向量式有限元能高效且准确的求解网壳结构的地震响应,屋面质量和矢跨比的增加均会增加三种性态点的超越概率;对于本文的网壳结构算例,求解时间仅为传统有限元方法的1/15,误差在3%以内,屋面质量和矢跨比的改变导致地震危险性最大增加了75%。