大跨度空间曲面管桁架结构的地震响应研究

发布时间：2019-04-17 21:15

【摘要】：近几十年来，作为现代文明重要的组成部分和标志之一的大跨度空间结构正被逐渐广泛应用于体育馆、航站楼、国际展览中心以及大、中型铁路客站候车大厅、无站台柱雨篷、桥梁结构和高层建筑结构等公共建筑中。大跨度空间结构本身特点是跨度大、刚度小，对地震的作用十分敏感，需要有别于一般小跨度的建筑进行地震响应分析，因此进行大跨度结构地震响应研究显得尤为重要。本文在合理模拟地震动的基础上，对兰州某展览中心大跨度空间曲面管桁架屋盖结构进行了多点多维激励下的地震响应分析，，分别分析了引起地震动空间变化的行波效应、部分相干效应以及组合效应对结构地震响应的影响，还分析了在单维和多维地震动激励下结构反应的不同。本文主要研究内容包括：（1）简要介绍了国内外有关大跨度空间结构的地震的响应研究的文献，并进行分析整理和归纳本领域的发展现况；（2）研究了进行大跨度结构的地震响应分析的三种常用方法推导过程以及优缺点，简单介绍了大跨度结构模态分析的相关理论以及多点多维输入下地震动推导过程以及作用机理，为后续大跨度管桁架结构地震响应分析提供理论依据；（3）研究了有关随机地震动场人工模拟不同相干模型和功率谱密度函数模型理论和参数取值，还介绍了三角级数法合成地震动的过程以及满足规范要求的调整方法；采用数学软件MATLAB基于三角级数法采用郝洪提出的Hao相干函数模型和杜修力、陈厚群提出的功率密度函数模型人工合成符合要求的非平稳的空间变化地震动时程曲线，人工模拟的地震动考虑了行波效应、部分相干效应以及组合效应；（4）采用同济大学独立开发的钢结构-空间结构设计软件3D3S11.0设计满足有关规范要求的大跨度空间曲面管桁架结构模型，再利用大型通用有限元分析软件ANSYS10.0建立结构有限元模型，并对结构模型进行模态分析，得出了一些大跨度空间曲面管桁架的自振特性；（5）运用大型通用有限元分析软件ANSYS10.0对大跨度空间曲面管桁架屋盖采用人工合成的地震动时程曲线进行时程分析；研究了行波效应、部分相干效应以及组合效应对大跨度空间结构地震响应的影响，研究表明行波效应、部分相干效应以及组合效应对大跨度曲面管桁架结构影响显著，因此在进行大跨度结构的地震响应的分析时，应考虑地震动空间效应对结构的影响。还研究了单维地震动激励下和多维地震动激励下的大跨度桁架结构反应的不同，研究表明多维地震动激励对结构影响更加显著，因此在进行大跨度结构的抗震分析时，不仅要考虑地震动空间效应，而且还有进一步考虑多维地震动激励作用的影响。
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【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU399;TU311.3

【参考文献】