胶合木平面桁架鲁棒性研究

发布时间：2017-07-19 01:08

  本文关键词：胶合木平面桁架鲁棒性研究

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【摘要】：随着现代木结构的蓬勃发展,大跨度木结构因造型美观和绿色自然正越来越广泛地应用于公共建筑上。在欧洲、北美和日本等木结构发展较为发达的地区,大跨木结构被广泛应用于体育馆、展览厅等大体量的公共建筑,国内也在积极引入大跨木结构。大跨木结构在体现其诸多优势之余,也发生了一些木结构屋盖倒塌的案例。目前我国对于现代木结构鲁棒性的研究较少,可能成为现代木结构在我国发展的掣肘。本文以胶合木平面桁架结构体系为研究对象,从试验和数值模拟的角度进行胶合木平面桁架鲁棒性的研究,主要研究内容可以概括为以下几部分：(1)研制了初始破坏引入装置和平面外抗侧装置。初始破坏引入装置用于模拟构件的瞬时失效,对试验模型不产生影响,又能重复使用,是连续倒塌试验能否成功的关键；平面外抗侧装置由万向珠+钢化玻璃+抗侧支撑组成,既能保证平面桁架具有足够的面外刚度,又能确保结构能在平面内自由运动。(2)进行结构静力加载的试验和拆除杆件的连续性倒塌试验,考察荷载大小以及初始破坏位置对结构连续倒塌的影响。(3)基于Abaqus/Explicit分析模块,采用预定义场的方法将静力加载后结构的状态导入到连续倒塌分析模型中作为模型的初始状态,进行连续倒塌的非线性动力分析。用试验模型校正数值模型,并采用数值模型再现了试验的过程,初步得出了胶合木平面桁架模型连续倒塌的机制。并以该模型为基础分析了侧限约束条件、失效杆件位置以及螺栓孔与螺栓杆之间孔隙大小对模型连续倒塌的影响。(4)以构件易损性系数和构件重要性系数为基础,构建整体结构鲁棒性系数,进行胶合木平面桁架结构鲁棒性的定量评估。降低重要构件的重要性系数和构件易损性系数,可以提高结构的鲁棒性。
【关键词】：胶合木平面桁架 连续性倒塌 螺栓钢填板连接 非线性动力分析 结构鲁棒性
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU366.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 结构鲁棒性的概念与评价的研究现状10-12
• 1.2.1 结构鲁棒性概念的阐述10-11
• 1.2.2 结构鲁棒性评价指标的研究现状11-12
• 1.3 结构鲁棒性的设计方法和相关规范指南12-15
• 1.3.1 结构鲁棒性的主要设计方法12-13
• 1.3.2 有关结构鲁棒性的规范和指南13-15
• 1.4 国内与大跨结构鲁棒性相关的试验研究现状15-16
• 1.5 木结构鲁棒性的研究现状16-17
• 1.6 本文的主要研究内容17-18
• 第二章 胶合木平面桁架结构连续倒塌的分析方法18-25
• 2.1 连续倒塌分析方法18-21
• 2.1.1 线性静力分析方法18
• 2.1.2 非线性静力分析方法18
• 2.1.3 线性动力分析方法18-19
• 2.1.4 非线性动力分析方法19-21
• 2.2 基于Abaqus/Explicit的结构连续倒塌分析方法21-22
• 2.2.1 Abaqus/Explicit准静态分析21
• 2.2.2 基于Abaqus/Explicit的倒塌模拟技术21-22
• 2.3 材料本构模型22-24
• 2.4 小结24-25
• 第三章 胶合木平面桁架连续倒塌试验25-56
• 3.1 试验模型设计25-31
• 3.1.1 模型介绍25-26
• 3.1.2 初始破坏引入装置设计26-28
• 3.1.3 加载装置28-29
• 3.1.4 侧限装置29-30
• 3.1.5 试验测量技术30-31
• 3.2 材性试验31-36
• 3.2.1 胶合木材料性能试验31-35
• 3.2.2 钢材材性试验35-36
• 3.3 胶合木平面桁架连续性倒塌试验研究36-55
• 3.3.1 整体结构刚度试验37-39
• 3.3.2 倒塌试验步骤39-40
• 3.3.3 W-1模型连续倒塌试验现象及分析40-45
• 3.3.4 W-2模型连续倒塌试验45-51
• 3.3.5 W-3模型连续倒塌试验51-54
• 3.3.6 三组试验结果之间的比较54-55
• 3.4 小结55-56
• 第四章 胶合木平面桁架连续倒塌数值模拟56-76
• 4.1 有限元模型中的材料参数56-58
• 4.2 静力计算58-61
• 4.2.1 有限元建模58-59
• 4.2.2 模型整体刚度校验59-60
• 4.2.3 数值模型的极限承载力计算60-61
• 4.2.4 阻尼61
• 4.3 胶合木桁架连续倒塌数值模拟61-71
• 4.3.1 W-1模型连续倒塌数值模拟62-64
• 4.3.2 W-2模型连续倒塌数值模拟64-68
• 4.3.3 W-3模型连续倒塌数值模拟68-71
• 4.4 侧限约束对结构抗连续倒塌的影响71
• 4.5 不同的初始破坏位置对结构抗连续倒塌的影响71-72
• 4.6 钢填板螺栓孔与螺栓杆的孔隙对结构抗连续倒塌的影响72-73
• 4.7 小结73-76
• 第五章 胶合木平面桁架结构鲁棒性评估76-82
• 5.1 构件易损性系数76
• 5.2 构件重要性系数76-77
• 5.2.1 常用的杆件重要性评估方法76-77
• 5.2.2 改进的构件重要性评估方法77
• 5.3 结构鲁棒性系数77-78
• 5.4 算例分析78-81
• 5.4.1 构件易损性系数78
• 5.4.2 构件重要性系数78-79
• 5.4.3 基于腹杆失效的结构鲁棒性系数79
• 5.4.4 改进模型179-80
• 5.4.5 改进模型280-81
• 5.5 小结81-82
• 第六章 结论与展望82-84
• 6.1 主要结论82
• 6.2 展望82-84
• 参考文献84-87
• 致谢87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 丁北斗;吕恒林;李贤;周列武;;基于重要杆件失效网架结构连续倒塌动力试验研究[J];振动与冲击;2015年23期

2 舒赣平;余冠群;;空间管桁架结构连续倒塌试验研究[J];建筑钢结构进展;2015年05期

3 杜永峰;包超;宋翔;张尚荣;谢丽;;结构抗连续倒塌鲁棒性简化分析方法研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2015年02期

4 高超;宗周红;伍俊;;爆炸荷载下钢筋混凝土框架结构倒塌破坏试验研究[J];土木工程学报;2013年07期

5 熊进刚;钟丽媛;张毅;李艳;;网架结构连续倒塌性能的试验研究[J];南昌大学学报(工科版);2012年04期

6 黄靓;李龙;;一种结构鲁棒性量化方法[J];工程力学;2012年08期

7 吕大刚;宋鹏彦;崔双双;王闽雄;;结构鲁棒性及其评价指标[J];建筑结构学报;2011年11期

8 蔡建国;王蜂岚;韩运龙;冯健;张晋;;大跨空间结构重要构件评估实用方法[J];湖南大学学报(自然科学版);2011年03期

9 蔡建国;王蜂岚;冯健;;大跨空间结构抗连续性倒塌概念设计[J];建筑结构学报;2010年S1期

10 谢甫哲;舒赣平;凤俊敏;;基于抽柱法的钢框架连续倒塌分析[J];东南大学学报(自然科学版);2010年01期

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本文编号：560558