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考虑温度应力的钢拱结构抗震性能分析

发布时间:2018-03-15 17:42

  本文选题:钢拱结构 切入点:温度应力 出处:《西安建筑科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:钢结构的优点诸如有自重轻,韧性好,安装简易,施工速度快等,而被国内外广泛接受和采纳,其抗震性能有着自身的特殊性和复杂性。随着近年来全球气候出现异常,季节温差两极化越来越明显,温度作用对于建筑物造成的影响也日趋重要。目前国内外学者大多数集中在对钢结构承载力和抗震性能分析上,而在温度对钢结构的影响上研究甚少。对于大跨度钢结构,温度应力对结构设计与施工均具有重要影响。针对上述问题,本文以某高校体育馆为工程背景,利用SAP2000有限元分析软件,采用振型分解反应谱法和动力时程分析方法,对钢拱结构在温度与地震共同作用下弹性阶段的抗震性能做了详细的分析和探讨。首先对钢拱结构进行模态分析,得到该结构的基本动力特性,通过改变附属结构与主体结构的连接形式,分析附属结构对整体结构动力特性的影响,经分析得知附属结构对整体结构的动力特性影响很大,它提高了结构的自振频率,改变了结构的振型,考虑附属结构的整体结构在地震作用下相对于主体结构变形更安全。然后运用SAP2000有限元分析软件,对结构进行反应谱法分析,计算温度与地震分别作用以及温度与地震共同作用下的地震响应,分别得出结构位移和内力分布规律,最后选用三条地震波(EL-Centro波、Taft波和南京波)对结构进行弹性时程分析补充计算,同时对两种地震分析方法所得结果进行比较,定量的分析了温度作用对钢拱结构抗震性能的影响。经分析得知均匀温度作用对结构整体的抗震性能影响非常的显著,在工程设计中应加以考虑温度效应对钢拱结构地震响应的影响。
[Abstract]:The advantages of steel structure, such as light weight, good toughness, easy installation and fast construction speed, have been widely accepted and adopted at home and abroad. The seismic performance of steel structure has its own particularity and complexity. The polarization of seasonal temperature difference is becoming more and more obvious, and the effect of temperature on buildings is becoming more and more important. At present, most scholars at home and abroad focus on the analysis of bearing capacity and seismic behavior of steel structures. However, there is little research on the influence of temperature on steel structure. For large-span steel structure, the temperature stress has an important influence on the design and construction of the structure. In view of the above problems, this paper takes the gymnasium of a university as the engineering background. Using SAP2000 finite element analysis software, the mode decomposition response spectrum method and dynamic time history analysis method are used. The seismic behavior of steel arch structure in elastic stage under the action of temperature and earthquake is analyzed and discussed in detail. First, the modal analysis of steel arch structure is carried out, and the basic dynamic characteristics of the structure are obtained. By changing the connection form between the attached structure and the main structure, the influence of the attached structure on the dynamic characteristics of the whole structure is analyzed. The analysis shows that the attached structure has a great influence on the dynamic characteristics of the whole structure, which improves the natural vibration frequency of the structure. The vibration mode of the structure is changed, and the whole structure of the subsidiary structure is considered to be safer than the deformation of the main structure under seismic action. Then, the response spectrum method is used to analyze the structure by using SAP2000 finite element analysis software. The earthquake response under the action of temperature and earthquake is calculated, and the distribution law of structural displacement and internal force is obtained respectively. Finally, three seismic waves (EL-Centro wave Taft wave and Nanjing wave) are used to calculate the elastic time history of the structure. At the same time, the results of the two seismic analysis methods are compared. The effect of temperature on seismic behavior of steel arch structure is analyzed quantitatively. The influence of temperature effect on seismic response of steel arch structure should be considered in engineering design.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU391;TU352.11

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本文编号:1616276

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