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半刚性连接网壳动力弹塑性分析
摘要
本文通过半刚性连接网壳的动力弹塑性分析研究，探究了在地震等动力作用下网壳结构受力变形的规律。文章首先介绍了半刚性连接网壳的定义及其主要特点，并简述了动力分析方法、弹塑性分析理论及原理。接着，采用有限元方法模拟了网壳结构的长周期地震作用以及各轴向承载能力的变形规律，得出了网壳在纵向和横向地震作用下的应力、应变变化规律。最后，结合研究成果，提出了对于半刚性连接网壳结构设计的几点思考。
关键词：半刚性连接网壳；动力弹塑性分析；地震作用；应力变形
一、引言
作为建筑工程中不可或缺的一部分，网壳结构应用广泛，其轻质、自重小、空间形态多样化等特点在大型公共建筑，体育场馆，机场等场所得到了广泛的运用。然而伴随着地震等力大的自然灾害的频繁发生，网壳结构的抗震性能成为了一项非常重要的研究领域。
本文针对半刚性连接网壳结构设计进行动力弹塑性分析，主要探究网壳在地震等动力作用下的应力变形情况。
二、半刚性连接网壳的特点及动力弹塑性分析方法
半刚性连接网壳结构由金属杆件和钢管组成，杆件间连接构成栅格状网架。网壳的结构空间可以分割成若干个曲面，由三角形或四边形组成，形成空心球、空心柱及空心多面体等基本几何体，从而构成整个网壳结构。网壳结构的自重轻、体积小、强度高，因此得到了广泛的应用。
由于地震等动力作用对于网壳结构的影响可能会导致结构支撑点的跑位，从而影响网壳结构整体的力学性能，因此需要对结构进行动力弹塑性分析以探究网壳结构在地震等动力作用下的变形规律。
采用有限元方法进行建模，对于半刚性连接网壳结构进行动力弹塑性分析时，首先需要根据结构的整体材质特性，考虑结构各个构件之间的相互作用和连接方法，建立结构性能的数学模型。接着，结合动力分析方法以及弹塑性分析理论及原则，模拟网壳结构在长周期地震作用下的变形情况，并计算其应力应变值变化规律。
三、半刚性连接网壳结构在地震等动力作用下的应力变形规律
通过有限元方法对半刚性连接网壳结构进行动力弹塑性分析，得出了以下结论：
1.在地震等长周期动力作用下，网壳结构的应力变形规律复杂，整个结构呈现出非线性特性。
2.在网壳结构的竖直方向，由于结构自重的影响，结构压缩变形较为明显，结构穹顶部分的应力值较大。
3.在网壳结构的横向方向，由于地震等动力作用的冲击力，结构对于水平方向的承载能力严重超载，因此出现了结构竖直位移跑位的情况，进而使结构整体变形剧烈，出现了应力值增大的现象。
4.在地震等动力作用下，结构各个构件之间产生了大量的应力集中，这些应力集中点往往是结构的“脆弱”点，可能导致结构整体的破坏。
四、结论及设计思考
在半刚性连接网壳结构的设计中，应首先考虑结构的抗震性能，尽可能地降低地震等动力作用对于整个结构的影响。具体应采取以下几点措施：
1.选用合适的材料以及结构形式。在结构材料的选用上，应选择强度高、韧性好的材料，例如钢材等。在结构形式上，应避免过于复杂，尽可能使其具有简单的几何形状。
2.增强建筑的抗震性能。在建筑设计过程中应考虑结构整体的抗震性能，例如增加建筑的层数、提高支撑点的强度等等。
3.优化结构连接方式。在结构连接方式上，应选择合适的连接方式，并采用可靠的连接材料以确保连接的牢固度和耐久性。
在网壳结构的设计中，应考虑到结构在复杂的动力环境下的稳定性，尽可能降低地震等动力作用带来的影响，做到结构整体的安全可靠。