本文關鍵詞：地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋共同作用下網(wǎng)殼結構的地震響應分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空間結構的快速發(fā)展使各種各樣新型的結構形式不斷涌現(xiàn),同時推動著其相關理論也在相應的不斷完善中。但相對于其他結構(框架結構、橋梁等),就考慮地基土與結構的共同作用這個方面來說,空間結構的相關研究還是比較匱乏的。尤其是近些年,地震災害頻發(fā),已帶來不少生命與財產的損失,而空間結構作為人們進行公共活動的主要場所,在地震發(fā)生時,確保結構的安全性是極其重要的。網(wǎng)殼結構作為空間結構中發(fā)展快、應用廣的形式之一,其相關理論已取得了不小的成果,但是以往對其進行的分析大多數(shù)未考慮地基的影響,或將地基以簡化模型代替。本文以凱威特(K8)型單層球面網(wǎng)殼為研究對象,從而進行考慮地基土與上部結構共同作用下網(wǎng)殼結構的研究工作。本文采用ANSYS有限元軟件建立凱威特型單層球面網(wǎng)殼結構的有限元模型,分別建立不考慮土—結構共同作用下的模型(支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型)以及考慮共同作用下的整體模型(地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型),利用分塊蘭索斯法進行模態(tài)分析,得到結構的基本自振特性,提取結構前30階自振頻率及振型并進行對比;然后根據(jù)相關推薦選取EL—Centro波及Taft波作為結構輸入地震動,按照抗震設防8度區(qū)多遇地震下加速度峰值對其進行調整后,采用三向輸入,利用時程分析法獲得結構體系在不同地震波作用下的響應結果,選取具有代表性的桿件及節(jié)點,分別對桿件軸力及節(jié)點位移進行分析。對比兩種模型下結構自振特性及結構地震響應結果,可獲得以下幾點結論:(1)兩種模型中結構自振頻率均比較密集,且都在第三階發(fā)生突變,但是在考慮地基基礎與結構的共同作用后,結構的自振頻率整體減小;同時通過振型圖可以看出,兩種模型中網(wǎng)殼結構的高階振型有較大的差異,而考慮共同作用后網(wǎng)殼結構的豎向振型提前。(2)考慮地基土與網(wǎng)殼結構的共同作用后,網(wǎng)殼結構節(jié)點水平X、Y向位移增大,而節(jié)點豎向(Z向)位移減小,且土—結構的共同作用對肋桿上節(jié)點位移影響最小。(3)相比于網(wǎng)殼屋蓋—支承體系模型,地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋整體計算模型中的桿件軸力有不同程度的增大或減小,所選桿件的軸力峰值以減小的居多�？紤]地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋的相互作用對網(wǎng)殼結構肋桿軸力的影響最小,軸力峰值波動范圍在20%以內。(4)在EL—Centro波及Taft波的作用下,結構體系的地震響存在一定的差異,雖然桿件軸力峰值的差距不是很顯著,但是從桿件軸力時程曲線可以看出,相同時間點下的軸力值相差較大。
【關鍵詞】：網(wǎng)殼結構 土—結構共同作用 自振特性 地震響應
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU399;TU311.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 概述10-12
• 1.2 空間結構協(xié)同工作研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 上部屋蓋與支承結構共同受力的研究12-13
• 1.2.2 地基—支承體系—上部結構協(xié)同工作研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究內容14-16
• 2 地基—支承體系—結構共同作用的理論分析16-30
• 2.1 共同作用分析方法16-20
• 2.1.1 模型實驗法16
• 2.1.2 原型測試法16-17
• 2.1.3 理論分析法17-20
• 2.2 共同作用下結構體系的運動方程20-24
• 2.2.1 質量矩陣21-22
• 2.2.2 阻尼矩陣22-23
• 2.2.3 剛度矩陣23-24
• 2.3 空間結構地震響應分析方法24-25
• 2.3.1 反應譜法24
• 2.3.2 隨機激勵法24-25
• 2.3.3 時程分析法25
• 2.4 地震波的選取25-29
• 2.4.1 合理選擇地震波的重要性25-26
• 2.4.2 地震波的選取26-27
• 2.4.3 地震波的調整27-29
• 2.5 本章小結29-30
• 3 網(wǎng)殼結構計算模型的建立30-37
• 3.1 ANSYS軟件簡介30
• 3.2 網(wǎng)殼屋蓋—支承體系協(xié)同工作模型30-31
• 3.2.1 模型參數(shù)30-31
• 3.2.2 建模方法31
• 3.3 地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋整體模型31-36
• 3.3.1 地質條件31-32
• 3.3.2 人工邊界的模擬32-34
• 3.3.3 土體范圍的截取34
• 3.3.4 模型參數(shù)及建模方法34-36
• 3.4 本章小結36-37
• 4 網(wǎng)殼屋蓋—支承體系協(xié)同工作模型自振特性及地震響應分析37-48
• 4.1 網(wǎng)殼屋蓋—支承體系協(xié)同工作模型自振特性分析37-39
• 4.1.1 自振頻率37-38
• 4.1.2 振型分析38-39
• 4.2 網(wǎng)殼屋蓋—支承體系協(xié)同工作模型地震響應分析39-47
• 4.2.1 阻尼的確定40
• 4.2.2 位移分析40-44
• 4.2.3 軸力分析44-47
• 4.3 本章小結47-48
• 5 地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型自振特性及地震響應分析48-62
• 5.1 地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型自振特性分析48-50
• 5.1.1 地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型自振頻率48-49
• 5.1.2 地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型振型49-50
• 5.2 地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋模型地震響應分析50-55
• 5.2.1 位移分析50-53
• 5.2.2 軸力分析53-55
• 5.3 兩種模型下網(wǎng)殼結構動力特性及抗震性能對比55-61
• 5.3.1 自振特性55-56
• 5.3.2 節(jié)點位移56-58
• 5.3.3 桿件軸力58-61
• 5.4 本章小結61-62
• 6 結論與展望62-64
• 6.1 結論62-63
• 6.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀學位期間的研究成果69

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：地基—支承體系—網(wǎng)殼屋蓋共同作用下網(wǎng)殼結構的地震響應分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：349122