大跨斜拉桁架式屋盖结构的减震研究

发布时间：2017-10-16 04:32

  本文关键词：大跨斜拉桁架式屋盖结构的减震研究

  更多相关文章： 大跨斜拉桁架式屋盖结构 ANSYS有限元软件 时程分析 消能减震 金属阻尼器

【摘要】：近几十年来随着大跨斜拉桁架式屋盖结构的快速发展,大跨斜拉桁架式结构在工业、体育馆、厂房、车站、剧院、等建筑物中得到了广泛的应用,受到了国内外的瞩目。由于大跨斜拉空间结构自身的特点一是跨度较大,二是刚度较小,三是受到地震作用时的反应十分敏感,并具有结构美观,经济适用等的优点,因此,大跨斜拉桁架式屋盖结构受到广泛使用,那么进行大跨斜拉桁架式屋盖结构的消能减震研究就显得更加为重要了。本文以某会展中心的大跨斜拉桁架式屋盖结构为背景,通过ANSYS有限元软件建立一跨度为80m的大跨斜拉桁架式屋盖结构的有限元模型,并对结构进行模态分析,且对模态分析的结果进行对比,并且了解结构的基本动力特性。本文根据地震波选择原则选用了EL-Centro波、天津波和一条模拟人工波。接着介绍说明了时程分析计算方法,在将地震波调整合适后的EL-Centro波、天津波和一条模拟人工波输入大跨斜拉桁架式屋盖结构,然后对大跨斜拉桁架式屋盖结构分别进行了小震作用时弹性时程分析和大震作用下的弹塑性时程分析。然后得出了控制节点的位移时程曲线图,并在时程分析后得出大跨斜拉桁架式屋盖结构的内力值。为了减震,介绍几种消能减震装置的性能,并通过运用ANSYS有限元软件模拟了单圆孔软钢金属阻尼器拟静力的加载试验,最终选择了单圆孔软钢金属阻尼器。最后分析了在屋盖上装置单圆孔软钢金属阻尼器的减震性,对安装了金属阻尼器之前与之后的大跨斜拉桁架式屋盖结构进行了小震作用下的弹性时程分析和大震时的弹塑性时程分析,并对分析结果进行了对比,比较减震装置安装在各节点处的减震效果可以得知大跨斜拉桁架式屋盖结构在遭遇地震时的位移的减小幅度均在30%以上,加速度的减小幅度均在40%以上,说明加入单圆孔软钢金属阻尼器后,确实能够有效减小结构的振动。结构在遭遇大震时,结构在大震下的弹塑性振动特点的振动特点与结构的弹性时程分析结果一致,得出大跨斜拉桁架式屋盖结构在小震作用下和大地震作用下的位移在振动的情况下都得到了很好的控制,振动控制取得了较好效果。
【关键词】：大跨斜拉桁架式屋盖结构 ANSYS有限元软件 时程分析 消能减震 金属阻尼器
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU352.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 斜拉式屋盖的简介10-11
• 1.3 国外现状11-12
• 1.4 国内现状12-13
• 1.5 本文拟解决问题13
• 1.6 本章小结13-15
• 2 大跨斜拉桁架式屋盖结构的自振分析15-25
• 2.1 大跨斜拉桁架式屋盖结构的动力特性计算的分析方法15-16
• 2.2 大跨斜拉桁架式屋盖结构的概况16-17
• 2.3 大跨斜拉桁架式屋盖结构的模型建立17-24
• 2.3.1 ANSYS有限元软件功能简介17-18
• 2.3.2 大跨斜拉桁架式屋盖结构的ANSYS有限元模型建立18-20
• 2.3.3 大跨斜拉桁架式屋盖的自振频率及周期分析20
• 2.3.4 大跨斜拉桁架式屋盖的振型图20-24
• 2.4 结构的动力特性分析24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 大跨斜拉桁架式屋盖结构的时程分析计算25-52
• 3.1 本构关系25-27
• 3.2 结构非线性的求解方法27-28
• 3.2.1 增量法27
• 3.2.2 迭代法27-28
• 3.3 模型阻尼的计算28-29
• 3.4 地震波的选取29-31
• 3.5 地震波的调整31-32
• 3.6 大跨斜拉桁架式屋盖结构的时程分析及其步骤32
• 3.7 控制点的位移时程结果32-50
• 3.7.1 大跨斜拉桁架式屋盖在多遇地震下时控制点的时程位移33-41
• 3.7.2 大跨斜拉桁架式屋盖在罕遇地震下时控制点的时程位移41-50
• 3.8 结构的内力值比较50-51
• 3.9 本章小结51-52
• 4 结构的振动控制方法52-65
• 4.1 消能减震的原理52
• 4.2 消能减震结构的优点52-53
• 4.3 消能减震的分类53-56
• 4.3.1 主动控制53-54
• 4.3.2 半主动变刚度控制54
• 4.3.3 混合控制54-56
• 4.4 耗能阻尼器56-57
• 4.4.1 耗能阻尼器的减震56
• 4.4.2 金属耗能器的减震特点56-57
• 4.4.3 模型单元选取57
• 4.5 金属耗能器的类型57-60
• 4.5.1 剪切钢板耗能器57-58
• 4.5.2 加劲圆环耗能器58-60
• 4.6 单圆孔软钢金属阻尼器的有限元分析60-63
• 4.6.1 概述60-61
• 4.6.2 单圆孔软钢金属阻尼器的试验简介61
• 4.6.3 单圆孔软钢金属阻尼器的试验结果61-63
• 4.7 本章小结63-65
• 5 大跨斜拉桁架式屋盖结构放置阻尼器后的振动分析65-81
• 5.1 阻尼器的布置65-66
• 5.2 装置单圆孔软钢金属阻尼器前后多遇地震作用下的振动对比66-73
• 5.3 装置单圆孔软钢金属阻尼器前后罕遇地震作用下的振动对比73-79
• 5.4 本章小结79-81
• 6 结论与展望81-83
• 6.1 结论81
• 6.2 展望81-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-87
• 攻读学位期间的研究成果87

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨红忠,张玉重;桁架式仓储货廊的研制和开发[J];甘肃科技;2003年10期

2 阳青;杨春;;工业厂房桁架式檩条的设计[J];山西建筑;2012年19期

3 ;，

本文编号：1040636