大跨复杂网壳与下部结构协同工作性能研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
大跨复杂网壳与下部结构协同工作性能研究
姓名:王磊
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:王秀丽;张贵文
20090427
要摘大跨复杂网壳结构因其造型优美,受力合理,结构灵活多样,机械化、工厂化程度高等特点,已经成为近年来发展较快的一种空间结构。随着大跨复杂网壳结构的广泛应用,其力学性能的研究日益受到重视。本文针对目前分析大跨复杂网壳结构所采用方法中存在的不足,结合最近的参考文献,在前人的工作基础之上,以甘肃省庆阳体育馆工程为背景,利用非线性有限元理论,通过大型有限元分析软件虯研究了大跨复杂网壳与下部结构协同工作的力学性能,以期对结构的选型和设计起到一定的指导作用。另外,对于该类结构计算的两个关键问题“边界条件汀白枘岜鹊娜≈,在文中做详细讨论,希望对实际工程计算能起到借鉴作用。本文主要作了以下工作:τ肕/砑扑惴治隽瞬煌呓缣跫源罂绺丛油钦褰构支座反力、杆件内力、节点位移的影响。研究结果表明,网壳结构的支座型式应符合边界计算假定,边界支承刚度应根据下部结构的刚度和支座本身的刚度定量计算,实际工程设计时应充分考虑边界条件对大跨复杂网壳结构性能的影响;τ肕和砑直鸲酝巧喜坑胝褰峁菇心L治觯得出其固有频率,以便研究其动力特性;攵陨喜扛滞怯胂虏炕炷林С刑逑嫡饫嘧楹辖峁梗疚囊谰疓软件中组阻尼比的定义,得出整体结构在不同振型下的阻尼比,进行结构可靠度分析,得出此大跨复杂网壳与下部结构协同工作的阻尼比在~之间;τ肁软件分别对上部网壳结构与整体结构体系进行动力时程分析,对比网壳结构中的节点位移和杆件轴力,作出网壳结构的节点位移时程曲线及杆件轴力的动内力时程曲线,进而研究下部混凝土支承体系对大跨复杂网壳结构抗震性能的影响。同时,本文通过选取不同阻尼比和不同的地震波,研究其对大跨复杂网壳结构抗震性能的影响。关键词:大跨复杂网壳;下部结构;协同工作;边界条件;自振特性;时程分析;阻尼比硕士学位论文
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聊躲钐锄日期胁昀隆骸喝易磊芷日期:月//日兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:≯彳年耭原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个蚣逡丫发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
⒄褂τ酶趴随着人类物质文明与精神文明的发展与提高,人们需要更大的覆盖空间来满足社会活动和生产劳动的需求,而且要求有最大自由空间及最小内支撑干扰的结构,如大型集会场所、体育馆、飞机库、会展中心、游泳池、餐厅、候车厅、工业厂房等。而一般的平面结构,如梁、刚架、桁架、拱、组合结构等,由于结构形式的限制,从技术经济方面讲已很难跨越更大的空间来满足飞速发展的社会需求。人们通过实践发现,具有三维空间形状并且有三维受力特性、呈空间工作状态的空间结构,正好能满足大跨度建筑结构的要求。这是因为空间结构不仅仅依赖材料性能,而是更加充分利用自己合理的形体以及不同材料特性,来适应不同建筑造型和功能的需求,从而可跨越更大空间。尤其近年来计算机技术的飞速发展,使空间结构在形体研究的计算方法上有了新的突破,使形体与受力完美结合成为可能。因此,空间结构对于现代建筑已产生重大影响,它不但被公认为社会文明的象征,而且由于采用了大量新材料、新技术和新工艺,空间结构还成为衡量一个的标志之一【目前随着社会的不断发展,人们对建筑物跨度和建筑造型的要求越来越高,大型建筑的造型越来越丰富,形状各异的屋顶曲面层出不穷,随之而来的结构设计也越来越复杂。同时,既要求建筑物能覆盖更大的自由空间,同时要求建筑物中部无支承而不干扰结构功能,如大型的体育馆、影剧院、展览中心、飞机库、干煤棚、工业厂房车间和仓库等。此时简单的平面结构如梁、桁架、刚架等均不能满足结构的需要,所以大跨度空间结构日益受到人们重视。所谓的空间结构是指:一种具有三维空间形体,且在