大跨度空间网架结构的温度及火灾分析
本文选题:大跨度网架屋盖 + 温度应力 ; 参考:《太原理工大学》2012年硕士论文
【摘要】:空间网架结构是由多根杆件按一定网格形式通过节点连接而构成大跨度覆盖的空间结构。具有重量轻、刚度大、空间受力、抗震性能好、适用于工业化生产、地面拼装、整体吊装等优点。由于其独特的优越性近年来网架结构被广泛应运于体育馆、车站候车厅、展览厅、影剧院、体育场看台雨篷、飞机库、工业厂房等建筑的屋盖。但是由于钢材本身热膨胀系数比较大,而且钢结构网架一般都用于大空间覆盖,大体积大跨度的钢结构在外界温度交替变化下产生的内力和位移变化不容忽视。另外钢结构网架屋盖很多都用于车站、机场、体育馆等公共建筑,所以探讨其在火灾发生的极端情况下的安全性能就显得非常重要。 本文以某市新建火车站网架结构屋盖为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立网架模型,从环境温度变化对钢结构的影响以及建筑物发生火灾对结构的影响两个方向,主要做了以下分析探讨: 1.在ANSYS环境中,建立屋盖固定支座和交接支座两种模型,对屋盖整体在温度一致变化下所引起的支座反力、位移、内力进行了对比分析,从而得出在整体温度作用下不同支座对网架屋盖结构性能的影响。 2.在ANSYS环境中,建立屋盖模型,用瞬态分析方法,整体结构抗火性能的模拟研究为中心,基于现有的钢材高温性能本构关系和钢构件升温模型,以标准升温曲线对结构施加温度荷载,得出结构随时间变化和随温度变化的位移、内力关系曲线。 在每章结束,本文会对本章所研究的问题做系统的总结,得出有参考价值的结论,希望对钢结构相关领域的研究有所贡献。
[Abstract]:Space truss is a large span space structure which is connected by nodes in a certain grid form. With light weight, large stiffness, space force, good seismic performance, suitable for industrial production, ground assembly, integral hoisting and other advantages. Due to its unique advantages in recent years, the truss structure has been widely used in the roof of the gymnasium, the station waiting hall, the exhibition hall, the movie theatre, the stadium bleachers, the hangar, the industrial factory building and so on. However, because the thermal expansion coefficient of steel itself is relatively large, and steel structure grid is generally used to cover large space, the internal force and displacement of steel structure with large volume and large span can not be ignored when the external temperature changes alternately. In addition, many steel truss roofs are used in public buildings such as stations, airports, gymnasiums and so on, so it is very important to discuss their safety performance in extreme cases of fire. In this paper, a new railway station truss roof in a city is taken as the research object. The ANSYS finite element analysis software is used to establish the grid structure model. The influence of the change of ambient temperature on the steel structure and the influence of the building fire on the structure are two directions. The main contents are as follows: 1. In the environment of ANSYS, two kinds of models of fixed support and joint support of roof are established, and the reaction force, displacement and internal force caused by the whole roof under the same temperature change are compared and analyzed. The influence of different supports on the performance of truss roof structure under the action of whole temperature is obtained. 2. In the ANSYS environment, the roof model is established, and the transient analysis method is used to simulate the fire resistance of the whole structure. By applying the temperature load to the structure with the standard heating curve, the displacement and internal force curves of the structure varying with time and temperature are obtained. At the end of each chapter, this paper will make a systematic summary of the problems studied in this chapter, and draw some valuable conclusions, hoping to contribute to the research of steel structure related fields.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU391
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,本文编号:1845277
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