大跨空間結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)與溫度效應(yīng)分析
本文關(guān)鍵詞:大跨空間結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)與溫度效應(yīng)分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:大跨度空間管桁架結(jié)構(gòu)因其造型優(yōu)美、經(jīng)濟合理、工廠化程度高等特點,近年來在國內(nèi)發(fā)展的很快。新穎的大跨度空間結(jié)構(gòu)甚至是超大空間建筑,比如大型體育場、機場航站樓和會展中心等也經(jīng)常進入人們的視野。但這些結(jié)構(gòu)所處環(huán)境狀況多變、受力復(fù)雜,發(fā)生損傷和破壞的潛在危險性非常大,又因其常常是大量人員聚集的場所,一旦因地震作用、溫度效應(yīng)或其他荷載發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,將會造成不可估量的損失。因此,為了人們的生命安全和國家的財產(chǎn)安全對此類結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測、溫度效應(yīng)分析以及動力分析具有非常重要的現(xiàn)實意義和學術(shù)價值。在目前國內(nèi)外對上述問題的研究和應(yīng)用還沒有形成完整體系之時,做此研究便顯得更加有益。本文將以西寧市海湖新區(qū)體育館鋼屋蓋為具體研究對象進行了研究,主要內(nèi)容如下: (1)介紹了大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,總結(jié)了大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)動力分析的基本理論和分析方法,論述了對大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)進行抗震研究的內(nèi)容?偨Y(jié)了應(yīng)用于大跨度空間結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測系統(tǒng)組成。對西寧市體育館進行了實時監(jiān)測,并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析。 (2)介紹了西寧市海湖新區(qū)體育館鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的工程概況,并且對此次采用的健康監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)測內(nèi)容以及測點布置等進行了全面的說明。 (3)參照現(xiàn)場施工圖紙,利用有限元軟件ANSYS對西寧市交叉管桁架體育館建立力學模型并且進行模態(tài)分析,得到了其動力特性,并且考慮了主桁架結(jié)構(gòu)高跨比和結(jié)構(gòu)支座約束形式對結(jié)構(gòu)自振頻率的影響。 (4)對西寧體育館進行地震時程響應(yīng)分析,分析了結(jié)構(gòu)在三種地震激勵多維輸入下鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。 (5)由于在日照作用下分布在體育館鋼屋蓋不同位置的桿件溫度不同,并且隨日照強度不同受力桿件溫度相應(yīng)變化,這些將會在結(jié)構(gòu)桿件上產(chǎn)生復(fù)雜的日照溫度效應(yīng),本文利用現(xiàn)場實時監(jiān)測數(shù)據(jù)對這一效應(yīng)進行了分析。 最后,對本文所做的研究工作進行了總結(jié),得出了一些有參考價值的結(jié)論,并指出了有待進一步探討解決的問題。
【關(guān)鍵詞】:大跨度空間結(jié)構(gòu) 管桁架 健康監(jiān)測 地震響應(yīng)分析 溫度效應(yīng)
【學位授予單位】:蘭州理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:TU311
【目錄】:
- 摘要7-8
- Abstract8-10
- 第1章 緒論10-18
- 1.1 課題研究背景和意義10-11
- 1.2 大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀11-15
- 1.2.1 大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史11-13
- 1.2.2 大跨度空間結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀13-15
- 1.3 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的概念、研究現(xiàn)狀和應(yīng)用15-17
- 1.3.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的概念15
- 1.3.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用15-17
- 1.4 課題來源及本文主要研究內(nèi)容17-18
- 第2章 大跨度空間結(jié)構(gòu)相關(guān)分析理論18-24
- 2.1 大跨度空間結(jié)構(gòu)動力分析理論18-19
- 2.1.1 抗震分析概述18
- 2.1.2 數(shù)學模型的建立18
- 2.1.3 動力基本方程18-19
- 2.1.4 自振特性分析理論19
- 2.2 大跨度空間結(jié)構(gòu)抗震分析方法19-22
- 2.2.1 靜力法19-20
- 2.2.2 反應(yīng)譜法20-21
- 2.2.3 時程分析法21
- 2.2.4 隨機振動法21-22
- 2.3 大跨度空間結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)分析理論22-23
- 2.3.1 溫度荷載的分類22
- 2.3.2 溫度荷載的特點22-23
- 2.3.3 溫度效應(yīng)的分類23
- 2.4 本章小結(jié)23-24
- 第3章 西寧體育館有限元模型建立及自振特性分析24-39
- 3.1 西寧體育館工程概況24-26
- 3.2 西寧體育館健康監(jiān)測工程概況26-31
- 3.2.1 健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計基本原則26
- 3.2.2 監(jiān)測內(nèi)容26-27
- 3.2.3 監(jiān)測方案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 有限元模型參數(shù)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 西寧體育館自振特性33-36
- 3.4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對自振特性的影響36-37
- 3.5 本章小結(jié)37-39
- 第4章 大跨度鋼管桁架結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析39-51
- 4.1 地震參數(shù)39
- 4.2 地震加速度的選取39-41
- 4.3 大跨度桁架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析41-49
- 4.3.1 關(guān)鍵節(jié)點位移分析41-43
- 4.3.2 關(guān)鍵桿件應(yīng)力分析43-49
- 4.4 本章小結(jié)49-51
- 第5章 西寧體育館溫度監(jiān)測與溫度效應(yīng)分析51-59
- 5.1 位移監(jiān)測結(jié)果52-53
- 5.2 應(yīng)變監(jiān)測結(jié)果53-58
- 5.2.1 上弦測點54
- 5.2.2 下弦測點54-56
- 5.2.3 上弦撐桿56
- 5.2.4 上弦環(huán)桿56-57
- 5.2.5 桁架端部斜腹桿57-58
- 5.3 本章小結(jié)58-59
- 結(jié)論和展望59-61
- 參考文獻61-64
- 致謝64-65
- 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄65
【參考文獻】
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,本文編號:281916
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