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大跨度开洞网架结构静动力性能研究

曾辉

  网架结构具有空间受力合理、自重轻、空间刚度大以及形式多样新颖、容易满足艺术创造力等多种其他结构难以取代的优点,因而被广泛应用于各种大型公共建筑、大型体育场馆、会展中心、博物馆、火车站、工业厂房等大跨度结构和具有某些特殊功能要求的结构中,成为了目前应用最为广泛的大跨度结构形式之一。然而,由于一些建筑在使用功能上、造型上等方面的要求,部分大跨度结构需要在不同的部位开洞,导致屋盖平面形状不规则,在目前对此类开洞网架结构研究甚少和现行设计方法尚未有明确规定的情况下,对其静动力性能进行分析研究是非常有意义的。本文采用有限元方法,对大跨度开洞网架结构进行了静力特性、稳定性、自振特性及地震响应进行了分析,研究了不同开洞大小和位置对网架静动力特性的影响,并提出了设计建议,主要研究包括以下几个方面的内容: 1.对开洞、不开洞及加强洞口等网架结构进行静力分析,研究了不同开洞大小和位置对网架结构内力、位移分布等情况的影响,对比分析了开洞和不开洞结构的静力特性,并对开洞网架结构提出加强刚度和承载力的措施。 2.对开洞、不开洞及加强洞口等网架结构进行线性屈曲分析和非线性屈曲分析。考虑材料和几何双重非线性,研究了不同开洞大小和位置对网架结构稳定承载力的影响,并对比分析了开洞和不开洞结构的稳定承载力。 3.对开洞、不开洞及加强洞口等网架结构进行有限元模态分析,获取各阶自振频率及对应振型,分析了不同开洞大小和位置对网架结构自振特性的影响。 4.利用振型反应谱和时程法分别对开洞、不开洞及加强洞口等网架结构进行了地震分析,得出了开洞网架结构在地震作用下的位移、轴力,并对比分析了开洞与不开洞网架结构计算结果上的差异,研究了不同开洞大小和位置对网架结构抗震承载力的影响。……   
[关键词]:网架结构;开洞;模态分析;稳定性;时程分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2011年
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