某体育馆大跨度空间网架加固分析与设计研究

发布时间：2017-09-06 19:21

  本文关键词：某体育馆大跨度空间网架加固分析与设计研究

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【摘要】：屋面网架结构在民用与工业建筑中应用较为广泛,属钢结构的范畴,是在冶金、电力、化工等部门中一项重要的标志性建筑,是当今学者们投入大量人力物力和财力研究的对象。由于设计原因、施工不合理、结构变化引起的荷载变化、气候条件变化、环境侵蚀等因素的影响,随着网架结构服役时间的增长,结构的安全可靠性已逐渐成为普遍关注的问题。因此,对于空间网架结构的加固改造方面作进一步的研究十分有必要。本文分析了大跨空间网架结构的特点和类型,并讨论了国内外学者对其研究状况,以鞍山某体育馆网架加固改造为例,主要对空间网架结构的受力特性、设计和施工等方面进行了分析,空间网架结构在服役期间,会受到多种荷载的影响,因此,会组成多种不同的荷载组合。通过MSTCAD软件对结构的各个荷载组合情况的有效地分析,找出结构的最不利组合进行分析计算,本工程采用了换杆加固的方法,在计算更换杆件截面的过程中运用了切实可行的计算方法,计算简便、准确率高,避免了反复迭代的过程。并且对加固前和加固后的结构形式进行了模态分析,得出了对于高度对称的空间网架结构,增大截面的加固方法对其固有频率和振型影响不明显的结论。并且对加固后的结构利用ABAQUS软件对其进行有限元模拟分析,证明了换杆加固方法的有效性,同时也证明了计算杆件截面方法的合理性。由于空间网架结构具有复杂性和关联性的特点,因此,在进行换杆加固的施工过程中必须严格部署,保证其结构的可靠性和人员的安全性。因此,本文提出了换杆加固施工方案的合理化建议,主要对换杆过程中的施工顺序和施工特点与室内外脚手架的搭设进行了详细的介绍,对同类空间网架结构加固改造的施工有很大的参考价值。
【关键词】：空间网架 加固 有限元分析 施工方案
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU356
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 网架结构的特点与类型11
• 1.2.1 网架结构的特点11
• 1.2.2 网架结构的应用范围11
• 1.3 国内外研究现状11-14
• 1.3.1 国内发展及研究概况11-12
• 1.3.2 国外研究概况12-14
• 1.4 网架结构的事故分析及加固方法14-15
• 1.4.1 网架结构事故分析14
• 1.4.2 网架结构的加固方法14-15
• 1.5 本文研究内容和方法15-17
• 1.5.1 研究内容15-16
• 1.5.2 研究方法16-17
• 2. 网架结构在MSTCAD软件下的静力计算17-50
• 2.1 MSTCAD软件介绍17-19
• 2.1.1 MSTCAD功能简介17-18
• 2.1.2 适用范围18
• 2.1.3 MSTCAD工作流程图18-19
• 2.2 工程实例19-20
• 2.2.1 工程背景19
• 2.2.2 工程概况19-20
• 2.3 网架结构的组成20
• 2.4 设计参数20-22
• 2.4.1 设计荷载20-21
• 2.4.2 材料选择21-22
• 2.4.3 节点构造22
• 2.4.4 设计依据22
• 2.5 荷载组合22-23
• 2.5.1 由可变荷载效应控制的组合22-23
• 2.5.2 由永久荷载效应控制的组合23
• 2.6 网架结构静力分析23-33
• 2.6.1 网架结构静力计算23-27
• 2.6.2 各工况组合计算结果27-28
• 2.6.3 控制工况应力比统计分析28-30
• 2.6.4 工况1计算结果30-33
• 2.7 网架结构的振型分析33-37
• 2.7.1 自振特性的计算方法33-35
• 2.7.2 网架结构振模态分析35-37
• 2.8 网架结构加固处理对策37-48
• 2.8.1 杆件截面选择原则37-38
• 2.8.2 杆件截面设计要求38-40
• 2.8.3 杆件截面设计过程40-48
• 2.9 本章小结48-50
• 3. 网架结构有限元分析50-63
• 3.1 有限单元法简介50-51
• 3.2 ABAQUS功能简介51
• 3.3 网架结构在ABAQUS软件作用下的静力计算51-52
• 3.3.1 网架结构的计算原则51
• 3.3.2 网架结构计算方法概述及其分类51-52
• 3.4 网架有限元模型的建立52-53
• 3.4.1 建模、分析主要过程52
• 3.4.2 单元选择52-53
• 3.4.3 建立模型53
• 3.5 边界条件和定义荷载53-56
• 3.5.1 边界条件53-54
• 3.5.2 节点受力计算54-56
• 3.6 网架结构静力分析56-60
• 3.6.1 网架结构静力计算56-57
• 3.6.2 网架结构静力计算结构分析57-60
• 3.7 更换杆件后模态分析60-61
• 3.8 本章总结61-63
• 4. 网架加固建议的施工方案63-70
• 4.1 本工程施工顺序63
• 4.2 体育馆室内地面保护63-64
• 4.3 屋面板拆除64
• 4.4 铺设岩棉夹芯彩钢板64-65
• 4.5 搭设室外脚手架65-67
• 4.5.1 室外脚手架搭设65
• 4.5.2 搭设室内脚手架65-67
• 4.6 檩条加固措施67-68
• 4.7 网架杆件更换68-69
• 4.7.1 杆件加工68
• 4.7.2 施工措施68-69
• 4.7.3 铺设屋面板69
• 4.7.4 涂抹防火涂料69
• 4.8 本章总结69-70
• 5. 结论与展望70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 作者简介76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 齐鹏;高富强;邱立春;;基于Abaqus的缺口圆盘刀开沟作业有限元仿真及分析[J];农机化研究;2016年09期

2 张望喜;谭泽腾;薛凯;;基于ABAQUS的钢筋混凝土收缩徐变分析[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2015年03期

3 万艺;;浅谈钢结构的计算方法与基本构件的设计[J];中国井矿盐;2015年02期

4 李基高;李维;;欧拉方程在满堂支架立杆稳定验算中的探索[J];黑龙江科技信息;2014年08期

5 李浩;罗剑岚;李炜;;碳纤维复合材料引擎盖刚度的有限元分析[J];玻璃钢/复合材料;2014年02期

6 王圆;;中印建筑结构设计荷载系数的分析比较[J];山西建筑;2012年28期

7 屈讼昭;王志骞;曾锐;;联方凯威特弦支穹顶结构动力特性及参数分析[J];钢结构;2011年08期

8 李炜;郑永明;周永;;近海风电基础桩土作用3D有限元模拟[J];水电能源科学;2010年08期

9 张涛;;刚性系杆柔性拱桥模型试验研究[J];世界桥梁;2010年02期

10 张乃田;;安徽梅山水库除险加固工程脚手架施工方案[J];山西建筑;2010年06期

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本文编号：804978