胶合木网壳结构力学性能研究

发布时间：2019-02-24 20:46

【摘要】：胶合木结构作为绿色建筑结构的代表,在经济效益、生态效益和现实意义上都有进行科学研究的重要价值。为促进胶合木结构的发展,通过总结国内外学者对胶合木结构各方面的研究成果,选取胶合木网壳结构作为突破点,对胶合木网壳的形式、优缺点和节点连接形式进行归纳总结,然后利用有限元软件ANSYS建立不同截面尺寸、不同节点连接形式(分别为刚接、铰接与新型耗能节点连接)的胶合木网壳结构,通过数据计算和对比,探究结构在静力、动力荷载作用下的性能和稳定性,并分析了新型节点耗能器对胶合木网壳的减振作用。总体来说,本文的研究内容可以概括为以下几个方面。(1)阐述现有的胶合木网壳节点连接方式的不足之处,再参考相关的耗能减振器的应用成果,设想引用一种适用于胶合木网壳结构连接的新型耗能节点,并简述其构造特点、工作原理和性能影响规律,最后根据这些方面在ANSYS软件中用数值模拟方法通过单元组合方式实现对其简化。(2)根据ANSYS软件的APDL参数化建模思路,进行单元类型的选取,材料等模型参数确定,边界条件和节点连接处理等工作完成胶合木网壳结构模型的建立并对其进行静力分析,通过比较不同杆件截面尺寸下分析所得的静力加载结果实现最优截面的选择。再比较分析三种不同节点连接方式下静力加载后的输出结果,包括位移、轴力、剪力和弯矩值,最后总结得出结论。(3)对胶合木网壳结构进行稳定性分析。阐述网壳结构的稳定性理论,包括罗列影响网壳结构发生失稳破坏的主要因素和网壳结构的两种不同屈曲类型;并在此理论基础上,以导致网壳结构失稳的关键因素如网格密度、边界条件、节点连接方式等作为不同的控制变量对胶合木网壳进行特征值屈曲分析,以初始缺陷值大小、不同杆件截面尺寸、矢跨比、边界条件以及节点连接方式进行考虑初始缺陷的几何非线性屈曲分析,通过对提取的数据结果进行比较分析,探讨导致结构失稳的各种关键因素对胶合木网壳结构稳定性能的影响规律。(4)对胶合木网壳结构进行抗震分析。对胶合木网壳结构进行模态分析,得出它的自振频率和振型,并以矢跨比、分割频数和杆件截面尺寸为变量进行网壳基频的参数化研究,比较不同节点连接形式下胶合木网壳模态分析结果中的周期、频率和振型变化的区别;运用时程分析法对胶合木网壳进行分析,选取与场地类别和设计地震分组相匹配的地震波,运用特定的数值调整方式对所选地震波进行调幅,用作时程分析时的输入地震波,然后得到结构在不同地震波输入下的位移和轴力分析结果。(5)进行新型节点耗能器对胶合木网壳结构的减振作用分析,采用仅在易失稳节点均匀、对称施加新型节点耗能器的布置形式,并对比单层网壳全部节点不加耗能器和全部节点加耗能器这三种布置形式在罕遇地震作用下网壳中心、中部和边缘位置的节点位移和典型杆件轴力变化情况,得出新型节点耗能器在不同地震波作用下对结构的减振作用规律。
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【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU366.3

【参考文献】

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本文编号：2429916