發(fā)布時(shí)間：2018-06-23 08:19

  本文選題：凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu) + 靜力性能　； 參考：《西安建筑科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：基于巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)概念與球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，本文提出了一種新型結(jié)構(gòu)——?jiǎng)P威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格大小均勻、重量輕、剛度大、外型美觀，適合于功能性較強(qiáng)的大跨度結(jié)構(gòu)，具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文借助于大型通用有限元軟件Ansys建立了凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)有限元模型,分析了結(jié)構(gòu)的基本靜力性能，，探討了結(jié)構(gòu)的矢跨比、跨度、立體桁架高度因子和支承方式等參數(shù)對(duì)徑向桁架上下弦桿應(yīng)力分布規(guī)律的影響。在考慮初始幾何缺陷和幾何非線性的情況下，利用牛頓-拉夫遜法分析結(jié)構(gòu)的彈性穩(wěn)定性能，研究了結(jié)構(gòu)的矢跨比和支承方式對(duì)結(jié)構(gòu)彈性極限承載力的影響，計(jì)算結(jié)構(gòu)的平均應(yīng)力比，確定導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。 分析了凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)自振頻率的分布規(guī)律和各階振型的振動(dòng)形式。研究了結(jié)構(gòu)的矢跨比、跨度、桁架高度因子等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)自振特性的影響。利用時(shí)程分析法對(duì)凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力響應(yīng)研究，得到了徑向桁架上下弦桿的應(yīng)力分布規(guī)律和上下弦節(jié)點(diǎn)位移的分布規(guī)律，并對(duì)不同地震波作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比分析。 研究表明：矢跨比、跨度和支承方式是影響凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布和自振特性的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)矢跨比宜取0.25，支承方式宜采用上下弦固定鉸接；凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性和抗震性能，結(jié)構(gòu)的破壞主要由強(qiáng)度控制，結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)力和節(jié)點(diǎn)位移主要由靜力條件控制；子結(jié)構(gòu)參與承載可顯著降低桿件的應(yīng)力值。研究結(jié)論為凱威特球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)依據(jù)。
[Abstract]:Based on the mega grid structure concept and the mechanical properties of the spherical reticulated shell structure, this paper presents a new structure, the gigantic spherical Mega grid structure. The structure is uniform in size, light in weight, large in stiffness, and beautiful in external shape. It is suitable for large span structures with strong functions and has a broad application prospect.
In this paper, the finite element model of the gigantic spherical Mega grid structure is established by the large general-purpose finite element software Ansys. The basic static properties of the structure are analyzed. The effects of the parameters of the structure, such as the span ratio, the span, the height factor of the truss and the supporting mode, on the stress distribution of the upper and lower chords of the radial truss are discussed. Under the condition of the defects and geometric nonlinearity, the Newton Raphson method is used to analyze the elastic stability of the structure. The influence of the structure's span ratio and the supporting mode on the elastic ultimate bearing capacity of the structure is studied, and the average stress ratio of the structure is calculated, and the main factors that lead to the structural damage are determined.
The distribution law of the free vibration frequency of the gigantic spherical Mega grid structure and the vibration modes of each order are analyzed. The influence of the parameters of the structure, such as the span ratio, the span and the height factor of the truss, on the self vibration characteristics of the structure are studied. The dynamic response of the structure is studied by the method of time history analysis, and the radial trusses are obtained. The stress distribution law of upper and lower chords and the distribution law of displacement of upper and lower chord nodes are compared, and the dynamic responses under different seismic waves are compared and analyzed.
The results show that the span ratio, span and supporting mode are the main structural parameters that affect the stress distribution and the self vibration characteristics of the gigantic spherical Mega grid structure. The vector span ratio should be 0.25, the supporting mode should be fixed with the upper and lower chords, and the structure has good stability and seismic performance. In order to control the strength of the structural members, the stress and displacement of the structural members are mainly controlled by the static condition, and the stress values of the members can be significantly reduced by the substructure participating in the bearing. The conclusion provides the theoretical basis and the design basis for the engineering application of the giant spherical meshes.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU399;TU311

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本文編號(hào)：2056477