大跨空间结构地震响应与温度效应分析

发布时间：2017-04-02 05:08

  本文关键词：大跨空间结构地震响应与温度效应分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大跨度空间管桁架结构因其造型优美、经济合理、工厂化程度高等特点,近年来在国内发展的很快。新颖的大跨度空间结构甚至是超大空间建筑,比如大型体育场、机场航站楼和会展中心等也经常进入人们的视野。但这些结构所处环境状况多变、受力复杂,发生损伤和破坏的潜在危险性非常大,又因其常常是大量人员聚集的场所,一旦因地震作用、温度效应或其他荷载发生结构破坏,将会造成不可估量的损失。因此,为了人们的生命安全和国家的财产安全对此类结构的健康监测、温度效应分析以及动力分析具有非常重要的现实意义和学术价值。在目前国内外对上述问题的研究和应用还没有形成完整体系之时,做此研究便显得更加有益。本文将以西宁市海湖新区体育馆钢屋盖为具体研究对象进行了研究,主要内容如下： (1)介绍了大跨度空间结构的发展历史和研究现状,总结了大跨度屋盖结构动力分析的基本理论和分析方法,论述了对大跨度屋盖结构进行抗震研究的内容。总结了应用于大跨度空间结构的健康监测系统组成。对西宁市体育馆进行了实时监测,并对监测数据进行了分析。 (2)介绍了西宁市海湖新区体育馆钢屋盖结构的工程概况,并且对此次采用的健康监测系统、监测内容以及测点布置等进行了全面的说明。 (3)参照现场施工图纸,利用有限元软件ANSYS对西宁市交叉管桁架体育馆建立力学模型并且进行模态分析,得到了其动力特性,并且考虑了主桁架结构高跨比和结构支座约束形式对结构自振频率的影响。 (4)对西宁体育馆进行地震时程响应分析,分析了结构在三种地震激励多维输入下钢屋盖结构的响应。 (5)由于在日照作用下分布在体育馆钢屋盖不同位置的杆件温度不同,并且随日照强度不同受力杆件温度相应变化,这些将会在结构杆件上产生复杂的日照温度效应,本文利用现场实时监测数据对这一效应进行了分析。 最后,对本文所做的研究工作进行了总结,得出了一些有参考价值的结论,并指出了有待进一步探讨解决的问题。
【关键词】：大跨度空间结构 管桁架 健康监测 地震响应分析 温度效应
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU311
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 大跨度空间结构的发展历史和研究现状11-15
• 1.2.1 大跨度空间结构的发展历史11-13
• 1.2.2 大跨度空间结构的研究现状13-15
• 1.3 结构健康监测的概念、研究现状和应用15-17
• 1.3.1 结构健康监测的概念15
• 1.3.2 结构健康监测的研究现状和应用15-17
• 1.4 课题来源及本文主要研究内容17-18
• 第2章 大跨度空间结构相关分析理论18-24
• 2.1 大跨度空间结构动力分析理论18-19
• 2.1.1 抗震分析概述18
• 2.1.2 数学模型的建立18
• 2.1.3 动力基本方程18-19
• 2.1.4 自振特性分析理论19
• 2.2 大跨度空间结构抗震分析方法19-22
• 2.2.1 静力法19-20
• 2.2.2 反应谱法20-21
• 2.2.3 时程分析法21
• 2.2.4 随机振动法21-22
• 2.3 大跨度空间结构温度效应分析理论22-23
• 2.3.1 温度荷载的分类22
• 2.3.2 温度荷载的特点22-23
• 2.3.3 温度效应的分类23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 西宁体育馆有限元模型建立及自振特性分析24-39
• 3.1 西宁体育馆工程概况24-26
• 3.2 西宁体育馆健康监测工程概况26-31
• 3.2.1 健康监测系统设计基本原则26
• 3.2.2 监测内容26-27
• 3.2.3 监测方案27-31
• 3.3 有限元模型的建立31-33
• 3.3.1 材料特性31
• 3.3.2 有限元模型参数31-32
• 3.3.3 有限元模型32-33
• 3.4 自振特性分析33-37
• 3.4.1 西宁体育馆自振特性33-36
• 3.4.2 结构参数对自振特性的影响36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 大跨度钢管桁架结构地震反应分析39-51
• 4.1 地震参数39
• 4.2 地震加速度的选取39-41
• 4.3 大跨度桁架结构地震响应分析41-49
• 4.3.1 关键节点位移分析41-43
• 4.3.2 关键杆件应力分析43-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第5章 西宁体育馆温度监测与温度效应分析51-59
• 5.1 位移监测结果52-53
• 5.2 应变监测结果53-58
• 5.2.1 上弦测点54
• 5.2.2 下弦测点54-56
• 5.2.3 上弦撑杆56
• 5.2.4 上弦环杆56-57
• 5.2.5 桁架端部斜腹杆57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论和展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录65

【参考文献】

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本文编号：281916