大跨度空间网壳结构三维隔震分析
发布时间：2022-10-20 08:54
空间网壳结构造型优美,传力性能良好,应用广泛。但其结构体系复杂,动力特性受到跨度,结构形式等多种因素影响;固有频率分布密集,某些高阶振型对结构动力响应贡献大;结构振动具有多维特性,受竖向地震作用力显著影响,仅进行水平隔震已经难以满足安全需求。而支座竖向隔震与承重的矛盾问题亟待解决。因此,本文探究大跨度空间网壳结构三维隔震规律,重点研究解决结构竖向隔震中承重与隔震的矛盾问题。首先利用MST和ANSYS等软件建模分析了网壳结构的动力特性,验证了其使用三维隔震支座进行隔震的可行性。证明在使用三维隔震支座以后能够有效延长结构的低阶水平自振周期和竖向自振周期,避开地震动卓越周期。计算分析得出了40m到150m跨度范围网壳结构隔震所需的竖向和水平支座刚度等参数。进一步分析总结了现有的三维隔震支座的利弊,提出了一种综合考虑支座承重与竖向隔震矛盾的方案,引入了基于准零刚度理论的变刚度竖向隔震装置用于网壳结构隔震。此装置是将碟簧与螺旋弹簧并联,并利用杠杆提高承重能力。借用已有研究提供的该种竖向隔震装置的出力公式,通过调整装置关键构件参数拟合出接近网壳结构隔震和承重需求的刚度曲线。最后,通过地震动荷载作用...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 大跨空间结构的发展研究现状
1.2.1 大跨空间结构的研究现状
1.2.2 大跨空间结构在地震灾害中的表现
1.2.3 大跨空间结构抗震构造和措施
1.3 结构减隔震技术的发展研究现状
1.3.1 结构减隔震技术的发展研究
1.3.2 三维隔震支座的研究现状
1.3.3 竖向地震作用及结构三维隔震
1.3.4 基于负刚度理论的准零刚度体系
1.4 本文主要研究内容
第2章 网壳结构动力特性及隔震可行性研究
2.1 引言
2.2 建模分析网壳结构动力特性
2.2.1 计算方法
2.2.2 建模基本信息
2.2.3 网壳结构参数对其动力特性的影响
2.2.4 网壳结构模态特性分析
2.3 使用隔震支座对网壳结构动力特性的影响
2.3.1 模型选取
2.3.2 自振频率和模态分析
2.3.3 简谐荷载作用下响应谱分析
2.4 本章小结
第3章 三维隔震装置性能分析
3.1 引言
3.2 现有三维隔震支座分析
3.2.1 常用三维隔震支座
3.2.2 碟簧竖向隔震装置
3.2.3 变刚度竖向隔震装置
3.3 基于变刚度竖向隔震的新型三维隔震装置
3.3.1 竖向隔震部件
3.3.2 水平向隔震部件
3.4 本章小结
第4章 新型三维隔震装置隔震效果研究
4.1 引言
4.2 竖向隔震效果分析
4.2.1 40m跨度双层柱面网壳结构模型参数
4.2.2 地震荷载作用下的竖向隔震效果分析
4.3 水平向隔震效果分析
4.4 三维隔震效果分析
4.5 频谱分析
4.6 网壳结构内部隔震规律
4.7 小结
第5章 隔震效果影响参数分析
5.1 引言
5.2 竖向隔震装置刚度
5.3 竖向隔震装置阻尼
5.4 地震动荷载卓越频率
5.5 小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于负刚度原理的结构减震效果理论分析[J]. 纪晗,熊世树,袁涌,付杰. 振动与冲击. 2010(03)
[2]基于负刚度原理的结构隔震效果分析[J]. 纪晗,熊世树,袁涌. 华中科技大学学报(自然科学版). 2010(02)
[3]摩擦摆支座在单层球面网壳结构隔震控制中的参数分析[J]. 薛素铎,赵伟,李雄彦. 北京工业大学学报. 2009(07)
[4]汶川MS8.0地震的强余震流动观测[J]. 温瑞智,周正华,李小军,杨程,王宇欢,刘泉,尹小涛,周民都,崔建文,任叶飞. 地震学报. 2009(02)
[5]宁洱6.4级地震庙山垭口附近的震害现象[J]. 刘爱文,宋毅盛,李方杰,夏珊. 震灾防御技术. 2007(03)
[6]摩擦摆支座在单层球面网壳结构中的隔震分析[J]. 薛素铎,赵伟,李雄彦. 世界地震工程. 2007(02)
[7]新型隔震支座在网壳结构振动控制中的应用研究[J]. 庄鹏,李彬双,薛素铎. 空间结构. 2006(03)
[8]大跨度斜拉网架结构的隔震研究[J]. 熊衡峰. 广东土木与建筑. 2003(10)
[9]抗震支座在大跨度空间结构中的应用[J]. 林东华,徐忠根. 广州大学学报(综合版). 2001(02)
[10]单层球壳模拟地震振动台试验及结构减振试验研究[J]. 范峰,沈世钊. 哈尔滨建筑大学学报. 2000(03)
博士论文
[1]空间双层网格结构强震失效机理与隔震研究[D]. 张辰啸.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]大跨网格结构倒塌模式与多维隔减震控制研究[D]. 黄兴淮.东南大学 2015
[3]桥梁三维隔震分析与试验研究[D]. 贾俊峰.哈尔滨工业大学 2011
[4]三维基础隔震系统的理论与试验研究[D]. 熊世树.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]准零刚度隔振系统的动力学特性与实验研究[D]. 徐龙龙.江南大学 2019
[2]基于TISS的网壳结构隔震试验及隔震性能研究[D]. 王富洋.哈尔滨工业大学 2016
[3]三维复合隔震支座及其在网壳结构中的应用[D]. 张家云.北京交通大学 2014
[4]三维复合隔震支座的碟形弹簧试验与应用研究[D]. 黄河.北京交通大学 2013
[5]大跨结构三维复合隔震支座研究[D]. 刁涣玺.北京交通大学 2012
[6]摩擦—弹簧三维复合隔震支座的参数设计与应用研究[D]. 蔡炎城.北京工业大学 2009
[7]一种新型SMA-橡胶支座及在网壳结构中的隔震研究[D]. 李彬双.北京工业大学 2004
本文编号：3694163
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 大跨空间结构的发展研究现状
1.2.1 大跨空间结构的研究现状
1.2.2 大跨空间结构在地震灾害中的表现
1.2.3 大跨空间结构抗震构造和措施
1.3 结构减隔震技术的发展研究现状
1.3.1 结构减隔震技术的发展研究
1.3.2 三维隔震支座的研究现状
1.3.3 竖向地震作用及结构三维隔震
1.3.4 基于负刚度理论的准零刚度体系
1.4 本文主要研究内容
第2章 网壳结构动力特性及隔震可行性研究
2.1 引言
2.2 建模分析网壳结构动力特性
2.2.1 计算方法
2.2.2 建模基本信息
2.2.3 网壳结构参数对其动力特性的影响
2.2.4 网壳结构模态特性分析
2.3 使用隔震支座对网壳结构动力特性的影响
2.3.1 模型选取
2.3.2 自振频率和模态分析
2.3.3 简谐荷载作用下响应谱分析
2.4 本章小结
第3章 三维隔震装置性能分析
3.1 引言
3.2 现有三维隔震支座分析
3.2.1 常用三维隔震支座
3.2.2 碟簧竖向隔震装置
3.2.3 变刚度竖向隔震装置
3.3 基于变刚度竖向隔震的新型三维隔震装置
3.3.1 竖向隔震部件
3.3.2 水平向隔震部件
3.4 本章小结
第4章 新型三维隔震装置隔震效果研究
4.1 引言
4.2 竖向隔震效果分析
4.2.1 40m跨度双层柱面网壳结构模型参数
4.2.2 地震荷载作用下的竖向隔震效果分析
4.3 水平向隔震效果分析
4.4 三维隔震效果分析
4.5 频谱分析
4.6 网壳结构内部隔震规律
4.7 小结
第5章 隔震效果影响参数分析
5.1 引言
5.2 竖向隔震装置刚度
5.3 竖向隔震装置阻尼
5.4 地震动荷载卓越频率
5.5 小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于负刚度原理的结构减震效果理论分析[J]. 纪晗,熊世树,袁涌,付杰. 振动与冲击. 2010(03)
[2]基于负刚度原理的结构隔震效果分析[J]. 纪晗,熊世树,袁涌. 华中科技大学学报(自然科学版). 2010(02)
[3]摩擦摆支座在单层球面网壳结构隔震控制中的参数分析[J]. 薛素铎,赵伟,李雄彦. 北京工业大学学报. 2009(07)
[4]汶川MS8.0地震的强余震流动观测[J]. 温瑞智,周正华,李小军,杨程,王宇欢,刘泉,尹小涛,周民都,崔建文,任叶飞. 地震学报. 2009(02)
[5]宁洱6.4级地震庙山垭口附近的震害现象[J]. 刘爱文,宋毅盛,李方杰,夏珊. 震灾防御技术. 2007(03)
[6]摩擦摆支座在单层球面网壳结构中的隔震分析[J]. 薛素铎,赵伟,李雄彦. 世界地震工程. 2007(02)
[7]新型隔震支座在网壳结构振动控制中的应用研究[J]. 庄鹏,李彬双,薛素铎. 空间结构. 2006(03)
[8]大跨度斜拉网架结构的隔震研究[J]. 熊衡峰. 广东土木与建筑. 2003(10)
[9]抗震支座在大跨度空间结构中的应用[J]. 林东华,徐忠根. 广州大学学报(综合版). 2001(02)
[10]单层球壳模拟地震振动台试验及结构减振试验研究[J]. 范峰,沈世钊. 哈尔滨建筑大学学报. 2000(03)
博士论文
[1]空间双层网格结构强震失效机理与隔震研究[D]. 张辰啸.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]大跨网格结构倒塌模式与多维隔减震控制研究[D]. 黄兴淮.东南大学 2015
[3]桥梁三维隔震分析与试验研究[D]. 贾俊峰.哈尔滨工业大学 2011
[4]三维基础隔震系统的理论与试验研究[D]. 熊世树.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]准零刚度隔振系统的动力学特性与实验研究[D]. 徐龙龙.江南大学 2019
[2]基于TISS的网壳结构隔震试验及隔震性能研究[D]. 王富洋.哈尔滨工业大学 2016
[3]三维复合隔震支座及其在网壳结构中的应用[D]. 张家云.北京交通大学 2014
[4]三维复合隔震支座的碟形弹簧试验与应用研究[D]. 黄河.北京交通大学 2013
[5]大跨结构三维复合隔震支座研究[D]. 刁涣玺.北京交通大学 2012
[6]摩擦—弹簧三维复合隔震支座的参数设计与应用研究[D]. 蔡炎城.北京工业大学 2009
[7]一种新型SMA-橡胶支座及在网壳结构中的隔震研究[D]. 李彬双.北京工业大学 2004
本文编号：3694163
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