大跨度凯威特—联方型弦支穹顶结构在多维多点激励下的地震响应及动力稳定分析

发布时间：2017-09-06 11:13

  本文关键词：大跨度凯威特—联方型弦支穹顶结构在多维多点激励下的地震响应及动力稳定分析

  更多相关文章： 弦支穹顶 静力性能 多点激励 动力稳定

【摘要】：弦支穹顶是一种新型复合的空间“杂交”结构体系,该结构体系在整体张拉的理念指导下,巧妙的将单层网壳结构与索穹顶结构相互联系,充分利用各自结构的优点,从而使该结构体系的经济性与空间跨越性能都得到大幅提高。然而其跨度越大,发生地震时因为地震动的空间效应,各支承点的地震激励也会出现更大的差异。因此,本文基于有限元软件ANSYS针对120m跨度的凯威特-联方型弦支穹顶进行了静力性能分析,一致及多点激励下的地震响应和动力稳定分析。具体研究内容及主要结论如下:(1)研究了在不同矢跨比、撑杆高度、拉索预应力以及考虑不同初始缺陷下结构静力性能方面的差异。得出矢跨比对其稳定承载能力影响显著;撑杆可以明显的改善弦支穹顶上层网壳的受力性能;拉索预应力水平对于结构支座的径向反力大小基本起着决定性作用;大跨度弦支穹顶是一种缺陷敏感型结构,工程中应对结构初始缺陷加以严格控制。(2)对结构进行一致激励与多点激励下的地震响应分析,发现与前者相比多点激励下的结构响应普遍增大。笔者建议,中小跨度的结构未考虑多点激励进行设计时,构件的抗震验算可以忽略承载力抗震调整系数RE?,以此来中和多点激励对结构的不利影响。(3)分别计算了结构在水平单向、水平双向及三向地震作用下且考虑行波效应的动力稳定性,发现结构的失稳模式基本类似;多点激励作用下,结构的动力稳定承载能力降低;在实际工程应用中,应当避免仅用一条地震波来对结构进行时程分析,应当取多条合理地震波对其进行激励,并考虑最不利的地震激励效应来对结构进行包络设计;大跨度空间结构不仅要考虑单维多点还应考虑多维多点的的地震激励。本文的研究可以为弦支穹顶结构的工程应用以及后续的理论分析提供有价值的参考。
【关键词】：弦支穹顶 静力性能 多点激励 动力稳定
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU399;TU311.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 大跨度空间结构形式的发展8-9
• 1.2 弦支穹顶结构的概念及特点9-10
• 1.3 弦支穹顶结构的分类10-11
• 1.4 弦支穹顶结构的国内外应用现状11-13
• 1.5 弦支穹顶结构的国内外研究现状13
• 1.6 本文研究内容13-15
• 第2章 弦支穹顶结构非线性有限单元法15-22
• 2.1 空间杆单元刚度矩阵15-17
• 2.2 空间梁单元刚度矩阵17-19
• 2.3 索单元的刚度矩阵19-20
• 2.4 结构总刚度矩阵20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 弦支穹顶结构动力响应分析方法22-30
• 3.1 时程分析法概述22
• 3.2 多点输入下时程分析法的实现22-25
• 3.2.1 支座大质量法23-24
• 3.2.2 多点地面运动模拟方法24-25
• 3.3 地震波的选取25-28
• 3.4 地震波的输入与调整28
• 3.5 动力稳定判别分析方法28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第4章 弦支穹顶结构的静力性能分析30-47
• 4.1 弦支穹顶结构计算模型的建立30-32
• 4.2 弦支穹顶结构参数分析32-45
• 4.2.1 矢跨比的影响32-35
• 4.2.2 撑杆高度的影响35-38
• 4.2.3 预应力的影响38-42
• 4.2.4 初始缺陷的影响42-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第5章 多维多点输入下弦支穹顶结构的地震响应及动力稳定分析47-96
• 5.1 弦支穹顶结构的自振特性47-49
• 5.2 大质量法的验证49-51
• 5.3 El-Centro地震波作用下的地震响应分析51-57
• 5.4 El-Centro地震波作用下的动力稳定分析57-76
• 5.4.1 水平X向地震作用下弦支穹顶结构的动力稳定分析57-64
• 5.4.2 水平双向地震作用下弦支穹顶结构的动力稳定分析64-70
• 5.4.3 三向地震作用下弦支穹顶结构的动力稳定分析70-76
• 5.5 Taft地震波作用下的动力稳定分析76-94
• 5.5.1 水平X向地震作用下弦支穹顶结构的动力稳定分析76-82
• 5.5.2 水平双向地震作用下弦支穹顶结构的动力稳定分析82-88
• 5.5.3 三向地震作用下弦支穹顶结构的动力稳定分析88-94
• 5.6 动力稳定对比分析94-95
• 5.7 本章小结95-96
• 第6章 结论与展望96-98
• 6.1 结论96-97
• 6.2 展望97-98
• 致谢98-99
• 参考文献99-101

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗超;楼梦麟;桂国庆;;大跨度结构多点地震反应计算方法的比较[J];同济大学学报(自然科学版);2015年01期

2 董超;;预应力大跨度空间钢结构的应用与展望[J];黑龙江科技信息;2014年03期

3 王琼;邓华;黄莉;;杆件初弯曲对弦支穹顶静动力承载力的影响[J];空间结构;2013年04期

4 刘学春;张爱林;;基于随机缺陷理论的大跨度预应力弦支穹顶结构非线性整体稳定分析[J];北京工业大学学报;2013年08期

5 杨川丁;;浅析动力时程分析中地震波的选取[J];四川建材;2012年03期

6 李建亮;赵晶;李福海;何玉林;亢川川;;结构抗震设计时程分析法的分析研究[J];四川地震;2011年04期

7 赵伯明;王挺;;高层建筑结构时程分析的地震波输入[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2010年06期

8 陈志华;刘红波;闫翔宇;孙国军;;茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构的温度场研究[J];空间结构;2010年01期

9 陈志华;闫翔宇;刘红波;于敬海;;茌平体育馆大跨度弦支穹顶叠合拱复合结构体系[J];建筑结构;2009年07期

10 于海丰;张耀春;;地震动输入方法研究[J];工程力学;2009年S1期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 尚慧洁;多维多点输入下大跨度网架结构地震响应分析[D];西安建筑科技大学;2014年

2 白福玉;地震多点激励下大跨双层穹顶网壳结构动力分析[D];西安建筑科技大学;2013年

3 白友忠;凯威特—联方型弦支穹顶结构的动力分析[D];西安建筑科技大学;2013年

4 周海峰;行波地震作用下大跨度弦支穹顶结构的动力稳定分析[D];南昌大学;2012年

5 曾凡球;大跨度弦支穹顶结构的静力及动力稳定性分析[D];南昌大学;2011年

6 周婧;弦支穹顶空间结构在多维多点输入下的地震响应分析[D];广东工业大学;2011年

7 李政方;弦支穹顶结构的静力性能及稳定性分析[D];武汉理工大学;2009年

8 姚姝;弦支穹顶结构的静力性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

，

本文编号：802787