手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

张弦桁架结构的整体稳定性能研究

邵瑞

  随着经济实力的增长、人民生活水平的提高,近年来我国各地大力开展基础设施建设,建成了一批具有国际先进水平的机场、会议展览中心、体育场馆等大跨度、大空间民用公共建筑。为了满足现代建筑美学和建筑使用功能的要求,钢结构以其自重轻、便于表达建筑造型、施工速度快、工期短等优点被广泛应用于大跨度空间结构中,进而推动了我国空间结构设计和施工技术的发展。 张弦梁结构是由弦(索)、撑杆和压弯构件(梁、拱)组合而成的新型自平衡体系,它充分利用高强索的抗拉性能改善了整体结构受力性能,成为受力合理、制造运输方便、施工简单的自平衡体系,是具有良好应用价值和前景的新型结构形式。伴随国民经济的提升,基建设施的增多,我国对大跨度张弦梁结构的研究也逐步深化。其代表性工程为已经建成使用的上海浦东国际机场航站楼钢屋架、广州国际会议展览中心展览大厅钢屋架、哈尔滨国际会展体育中心和国家体育馆。 索网结构属于柔性结构,它是张力结构体系的一个重要组成部分,和传统刚性结构相比,其结构行为有两个显著的特点:一是几何形态和索预应力分布相互影响,力学分析模型的确定需要通过找形实现,这是一个高度几何非线性的过程;二是在结构负荷工作阶段,其力学行为也体现出较高的非线性特性。对于二者的结合可以有效地提高材料的性能,为大跨度空间工程结构形式的拓展奠定了坚实基础。 本文采用有限元基本理论进行分析,有限元法的基本思想是:将问题的求解域划分为一系列的单元,单元之间由节点相连。单元内部的待求量可由单元节点通过由平衡关系和能量关系建立的函数关系插值得到。由于单个单元形状简单,就给节点的方程式带来了很大方便。然后将各单元方程组成代数方程组,计入边界条件可对方程求解。 首先,在查阅大量国内外相关文献资料的基础上,简单回顾了张弦桁架结构的发展概况、国内外研究现状及其在工程实践中的应用情况;并介绍本文张弦桁架结构的课题背景、国内外研究现状及工程应用情况,并明确了本文的主要研究内容。 本文运用非线性有限元理论,主要研究分析两大方面的内容。一是:研究单榀张弦桁架结构的静力性能,并通过分析索的预应力、撑杆间距、索的垂跨比、索截面面积等参数对结构静力性能的影响,确定张弦桁架的合理截面及预应力的大小;二是:通过有限元软件ANSYS,对张弦桁架结构在受全跨荷载作用下应用非线性有限元法,进行整体稳定性分析,并分析索的预应力、撑杆数目、索的垂跨比、索截面面积、不同宽度下的高跨比、矢跨比等参数对张弦桁架平面外稳定性的影响。通过本文的研究分析获得了一些有价值的结论。……   
[关键词]:张弦桁架结构;静力性能;特征值屈曲分析;非线性屈曲分析;整体稳定性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:昆明理工大学2009年
App内打开