本文關(guān)鍵詞：膠合木平面桁架魯棒性研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的蓬勃發(fā)展,大跨度木結(jié)構(gòu)因造型美觀和綠色自然正越來越廣泛地應(yīng)用于公共建筑上。在歐洲、北美和日本等木結(jié)構(gòu)發(fā)展較為發(fā)達(dá)的地區(qū),大跨木結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于體育館、展覽廳等大體量的公共建筑,國內(nèi)也在積極引入大跨木結(jié)構(gòu)。大跨木結(jié)構(gòu)在體現(xiàn)其諸多優(yōu)勢之余,也發(fā)生了一些木結(jié)構(gòu)屋蓋倒塌的案例。目前我國對于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)魯棒性的研究較少,可能成為現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)在我國發(fā)展的掣肘。本文以膠合木平面桁架結(jié)構(gòu)體系為研究對象,從試驗(yàn)和數(shù)值模擬的角度進(jìn)行膠合木平面桁架魯棒性的研究,主要研究內(nèi)容可以概括為以下幾部分：(1)研制了初始破壞引入裝置和平面外抗側(cè)裝置。初始破壞引入裝置用于模擬構(gòu)件的瞬時(shí)失效,對試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒划a(chǎn)生影響,又能重復(fù)使用,是連續(xù)倒塌試驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵；平面外抗側(cè)裝置由萬向珠+鋼化玻璃+抗側(cè)支撐組成,既能保證平面桁架具有足夠的面外剛度,又能確保結(jié)構(gòu)能在平面內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。(2)進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力加載的試驗(yàn)和拆除桿件的連續(xù)性倒塌試驗(yàn),考察荷載大小以及初始破壞位置對結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的影響。(3)基于Abaqus/Explicit分析模塊,采用預(yù)定義場的方法將靜力加載后結(jié)構(gòu)的狀態(tài)導(dǎo)入到連續(xù)倒塌分析模型中作為模型的初始狀態(tài),進(jìn)行連續(xù)倒塌的非線性動(dòng)力分析。用試驗(yàn)?zāi)Ｐ托Ｕ龜?shù)值模型,并采用數(shù)值模型再現(xiàn)了試驗(yàn)的過程,初步得出了膠合木平面桁架模型連續(xù)倒塌的機(jī)制。并以該模型為基礎(chǔ)分析了側(cè)限約束條件、失效桿件位置以及螺栓孔與螺栓桿之間孔隙大小對模型連續(xù)倒塌的影響。(4)以構(gòu)件易損性系數(shù)和構(gòu)件重要性系數(shù)為基礎(chǔ),構(gòu)建整體結(jié)構(gòu)魯棒性系數(shù),進(jìn)行膠合木平面桁架結(jié)構(gòu)魯棒性的定量評估。降低重要構(gòu)件的重要性系數(shù)和構(gòu)件易損性系數(shù),可以提高結(jié)構(gòu)的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：膠合木平面桁架 連續(xù)性倒塌 螺栓鋼填板連接 非線性動(dòng)力分析 結(jié)構(gòu)魯棒性
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU366.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 結(jié)構(gòu)魯棒性的概念與評價(jià)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)魯棒性概念的闡述10-11
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)魯棒性評價(jià)指標(biāo)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 結(jié)構(gòu)魯棒性的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)規(guī)范指南12-15
• 1.3.1 結(jié)構(gòu)魯棒性的主要設(shè)計(jì)方法12-13
• 1.3.2 有關(guān)結(jié)構(gòu)魯棒性的規(guī)范和指南13-15
• 1.4 國內(nèi)與大跨結(jié)構(gòu)魯棒性相關(guān)的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 木結(jié)構(gòu)魯棒性的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 膠合木平面桁架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的分析方法18-25
• 2.1 連續(xù)倒塌分析方法18-21
• 2.1.1 線性靜力分析方法18
• 2.1.2 非線性靜力分析方法18
• 2.1.3 線性動(dòng)力分析方法18-19
• 2.1.4 非線性動(dòng)力分析方法19-21
• 2.2 基于Abaqus/Explicit的結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌分析方法21-22
• 2.2.1 Abaqus/Explicit準(zhǔn)靜態(tài)分析21
• 2.2.2 基于Abaqus/Explicit的倒塌模擬技術(shù)21-22
• 2.3 材料本構(gòu)模型22-24
• 2.4 小結(jié)24-25
• 第三章 膠合木平面桁架連續(xù)倒塌試驗(yàn)25-56
• 3.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)25-31
• 3.1.1 模型介紹25-26
• 3.1.2 初始破壞引入裝置設(shè)計(jì)26-28
• 3.1.3 加載裝置28-29
• 3.1.4 側(cè)限裝置29-30
• 3.1.5 試驗(yàn)測量技術(shù)30-31
• 3.2 材性試驗(yàn)31-36
• 3.2.1 膠合木材料性能試驗(yàn)31-35
• 3.2.2 鋼材材性試驗(yàn)35-36
• 3.3 膠合木平面桁架連續(xù)性倒塌試驗(yàn)研究36-55
• 3.3.1 整體結(jié)構(gòu)剛度試驗(yàn)37-39
• 3.3.2 倒塌試驗(yàn)步驟39-40
• 3.3.3 W-1模型連續(xù)倒塌試驗(yàn)現(xiàn)象及分析40-45
• 3.3.4 W-2模型連續(xù)倒塌試驗(yàn)45-51
• 3.3.5 W-3模型連續(xù)倒塌試驗(yàn)51-54
• 3.3.6 三組試驗(yàn)結(jié)果之間的比較54-55
• 3.4 小結(jié)55-56
• 第四章 膠合木平面桁架連續(xù)倒塌數(shù)值模擬56-76
• 4.1 有限元模型中的材料參數(shù)56-58
• 4.2 靜力計(jì)算58-61
• 4.2.1 有限元建模58-59
• 4.2.2 模型整體剛度校驗(yàn)59-60
• 4.2.3 數(shù)值模型的極限承載力計(jì)算60-61
• 4.2.4 阻尼61
• 4.3 膠合木桁架連續(xù)倒塌數(shù)值模擬61-71
• 4.3.1 W-1模型連續(xù)倒塌數(shù)值模擬62-64
• 4.3.2 W-2模型連續(xù)倒塌數(shù)值模擬64-68
• 4.3.3 W-3模型連續(xù)倒塌數(shù)值模擬68-71
• 4.4 側(cè)限約束對結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的影響71
• 4.5 不同的初始破壞位置對結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的影響71-72
• 4.6 鋼填板螺栓孔與螺栓桿的孔隙對結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的影響72-73
• 4.7 小結(jié)73-76
• 第五章 膠合木平面桁架結(jié)構(gòu)魯棒性評估76-82
• 5.1 構(gòu)件易損性系數(shù)76
• 5.2 構(gòu)件重要性系數(shù)76-77
• 5.2.1 常用的桿件重要性評估方法76-77
• 5.2.2 改進(jìn)的構(gòu)件重要性評估方法77
• 5.3 結(jié)構(gòu)魯棒性系數(shù)77-78
• 5.4 算例分析78-81
• 5.4.1 構(gòu)件易損性系數(shù)78
• 5.4.2 構(gòu)件重要性系數(shù)78-79
• 5.4.3 基于腹桿失效的結(jié)構(gòu)魯棒性系數(shù)79
• 5.4.4 改進(jìn)模型179-80
• 5.4.5 改進(jìn)模型280-81
• 5.5 小結(jié)81-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 主要結(jié)論82
• 6.2 展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：560558