国家会展中心大型复杂钢结构选型分析与力学性能研究

发布时间：2017-07-21 03:14

  本文关键词：国家会展中心大型复杂钢结构选型分析与力学性能研究

  更多相关文章： 凹形四弦桁架 弦支结构 结构选型 树状结构 森林结构

【摘要】：空间结构形式丰富,不同的结构体系有不同的特点,在建筑造型实现、受力性能及经济效益等方面也有很大差异。本文以国家会展中心钢结构工程作为背景工程,对国家会展中心展览大厅、中央入口大厅及入口大厅幕墙结构的选型与结构布置进行了综合详细的介绍,主要运用MIDAS Gen有限元软件对不同结构体系的力学性能和特点进行了研究。本文对国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构特点和荷载取值进行了详细分析介绍,考虑了140种荷载组合,对凹形四弦桁架结构进行了详细的静、动力特性及地震作用参与组合下的结构内力分析,得到了结构杆件的内力分布情况、位移大小、凹形四弦桁架结构的刚度分布及人字柱柱脚支座受力特点。同时针对国家会展中心展览大厅进行了结构方案比选,在柱子形式及约束等一致的前提下,针对屋盖结构分别进行了V形四弦桁架与弦支V形四弦桁架的对比分析,平板网架、双坡网架与弦支网架的对比分析,以及不同结构体系与凹形四弦桁架结构体系的对比分析,得出不同结构体系的受力特点及经济效益上的优缺点。本文对国家会展中心中央入口大厅幕墙拉杆桁架结构体系的特点进行了详细介绍,建立有限元模型,进行了考虑自重、风、温度及地震作用下的承载力极限状态分析、正常使用极限状态分析及结构自振特性分析,得到了结构受力特点及薄弱部位,并给出了幕墙结构的各阶频率及对应振型。本文对国家会展中心中央入口大厅树状结构体系结构特点和参数取值进行了详细介绍,考虑了92种荷载组合,通过对树状结构的受力、变形、自振特性及地震作用参与组合下的内力分析,得到树状结构的内力分布、变形特点及各阶频率及对应振型。又通过与森林结构体系的对比分析,得到树状结构与森林结构受力方面的各自的特点,结果显示森林结构体系相对于树状结构体系整体刚度更大、协同受力更优、支座受力更加均匀。
【关键词】：凹形四弦桁架 弦支结构 结构选型 树状结构 森林结构
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU391
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 空间结构概述10-16
• 1.1.1 空间结构的特点与分类10-11
• 1.1.2 桁架结构体系的特点与分类11-12
• 1.1.3 张弦结构体系的特点与分类12-13
• 1.1.4 张弦结构的工程应用介绍13-16
• 1.2 树状结构概述16-20
• 1.2.1 树状结构的发展与研究16-17
• 1.2.2 树状结构的工程应用17-20
• 1.3 会展中心工程结构选型介绍20-23
• 1.4 工程背景23-24
• 1.4.1 国家会展中心大型复杂钢结构概述23
• 1.4.2 国家会展中心大型复杂钢结构工程特点23-24
• 1.5 研究内容24-26
• 第二章 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构力学性能研究26-44
• 2.1 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构特点与模型建立26-29
• 2.1.1 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构特点26-28
• 2.1.2 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构模型的建立28-29
• 2.2 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架荷载分析与计算29-33
• 2.3 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构力学性能分析33-37
• 2.3.3 地震作用不参与荷载组合的应力分析结果33-34
• 2.3.4 不同支座约束条件下人字柱支座反力分析34-37
• 2.4 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构变形分析37-39
• 2.5 国家会展中心展览大厅凹形四弦桁架结构地震反应分析39-43
• 2.5.1 国家会展中心凹形四弦桁架结构自振特性分析39-41
• 2.5.2 多遇地震下的振型分解反应谱分析及抗震截面验算41-43
• 2.6 本章小结43-44
• 第三章 国家会展中心展览大厅不同结构体系对比分析44-57
• 3.1 国家会展中心展览大厅V形四弦桁架与弦支V形四弦桁架结构对比研究44-49
• 3.1.1 V形四弦桁架与弦支V形四弦桁架特点44-45
• 3.1.2 V形四弦桁架与弦支V形四弦桁架模型的建立45-46
• 3.1.3 V形四弦桁架与弦支V形四弦桁架力学性能对比分析46-49
• 3.2 国家会展中心展览大厅网架结构体系及弦支网架结构对比分析49-53
• 3.2.1 网架结构与弦支网架结构模型的建立49-50
• 3.2.2 网架与弦支网架力学性能对比分析50-53
• 3.3 国家会展中心展览大厅不同结构体系用钢量对比分析53-55
• 3.3.1 国家会展中心展览大厅不同结构体系用钢量对比概述53-54
• 3.3.2 国家会展中心展览大厅不同结构体系用钢量对比分析54-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第四章 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构设计与分析57-68
• 4.1 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构概况57-59
• 4.1.1 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构模型的建立57-58
• 4.1.2 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构荷载的分析与计算58-59
• 4.2 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构应力及变形分析59-61
• 4.2.1 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构内力分析59-60
• 4.2.2 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构变形分析60-61
• 4.3 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构支座反力分析61-65
• 4.4 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构抗震性能分析65-66
• 4.4.1 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构自振特性分析65
• 4.4.2 国家会展中心中央入口大厅幕墙结构振型分析65-66
• 4.5 本章小结66-68
• 第五章 国家会展中心中央入口大厅树状结构设计与分析68-86
• 5.1 树状结构研究现状68-69
• 5.2 国家会展中心入口大厅树状结构设计与分析69-78
• 5.2.1 国家会展中心入口大厅树状结构概况69-70
• 5.2.2 国家会展中心入口大厅树状结构模型的建立70-72
• 5.2.3 国家会展中心入口大厅树状结构荷载分析与计算72-74
• 5.2.4 国家会展中心入口大厅树状结构受力性能分析74-78
• 5.3 国家会展中心入口大厅森林结构体系与树状结构体系对比分析78-84
• 5.3.1 森林结构模型的建立78-79
• 5.3.2 森林结构与树状结构力学性能对比分析79-80
• 5.3.3 森林结构与树状结构体系自振特性对比分析80-82
• 5.3.4 森林结构与树状结构体系支座反力对比分析82-84
• 5.4 本章小结84-86
• 第六章 结论与展望86-89
• 6.1 结论86-87
• 6.2 展望87-89
• 参考文献89-95
• 表论文和科研情况说明95-96
• 致谢96-97

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本文编号：571197