發(fā)布時間：2024-11-02 09:35

　　輪輻式索膜結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、受力合理、跨越跨度大等優(yōu)點。該結(jié)構(gòu)由內(nèi)環(huán)索、徑向索（脊索、谷索）和壓環(huán)等構(gòu)件組成，索系預(yù)應(yīng)力水平及應(yīng)力分布對整個結(jié)構(gòu)的剛度和受力性能起著至關(guān)重要的作用。由于施工偏差、荷載及環(huán)境等因素的影響，會導(dǎo)致拉索應(yīng)力分布不均勻、預(yù)應(yīng)力松弛、連接節(jié)點銹蝕等損傷，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的受力性能發(fā)生明顯變化，在地震、颶風(fēng)等偶然荷載作用下產(chǎn)生潛在的破壞危險。因此，對該類結(jié)構(gòu)開展損傷情況下的動力性能研究十分必要。 論文以世紀蓮體育中心為背景，通過定性模型試驗測試、有限元模擬分析等手段，對輪輻式索膜結(jié)構(gòu)損傷情況下的風(fēng)致振動、抗震性能和抗倒塌性能進行深入研究，取得了以下幾個方面的創(chuàng)新性研究成果： （1）在風(fēng)洞試驗測試基礎(chǔ)上，根據(jù)逆傅立葉變換技術(shù)和頻率雙索引概念，在諧波合成法的基礎(chǔ)上，借助Matlab程序，構(gòu)造本結(jié)構(gòu)120個節(jié)點的脈動風(fēng)速時程，通過ANSYS有限元程序建立結(jié)構(gòu)的有限元模型，將構(gòu)造的脈動風(fēng)速時程施加于結(jié)構(gòu)模型上，分析索松弛損傷情況下結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動情況。得到了風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)的基本規(guī)律以及損傷情況下結(jié)構(gòu)的敏感風(fēng)向角（63°和135°風(fēng)向角）；得到了結(jié)構(gòu)整體動力放大系...

【文章頁數(shù)】：208 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展
    1.2 膜結(jié)構(gòu)的分類及特點
        1.2.1 膜結(jié)構(gòu)的分類
        1.2.2 膜結(jié)構(gòu)的特點
    1.3 膜結(jié)構(gòu)使用過程中的破壞情況
    1.4 國內(nèi)外對索膜結(jié)構(gòu)損傷動力性能的研究
        1.4.1 近年來膜結(jié)構(gòu)的研究重點
            1.4.1.1 找形分析
            1.4.1.2 荷載分析
            1.4.1.3 裁剪分析
        1.4.2 損傷結(jié)構(gòu)的動力性能研究
        1.4.3 現(xiàn)有研究中存在的問題
    1.5 本課題的來源
    1.6 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的損傷性能
    2.1 引言
    2.2 脈動風(fēng)的特性
        2.2.1 湍流強度
        2.2.2 湍流積分尺度
        2.2.3 脈動風(fēng)速譜
        2.2.4 脈動風(fēng)空間相關(guān)性
    2.3 結(jié)構(gòu)風(fēng)洞試驗測試
        2.3.1 試驗?zāi)Ｐ?br>        2.3.2 參數(shù)計算
        2.3.3 風(fēng)壓力分布
        2.3.4 風(fēng)振系數(shù)
    2.4 脈動風(fēng)荷載的數(shù)值模擬
        2.4.1 脈動風(fēng)速時程的模擬理論
        2.4.2 脈動風(fēng)速時程的生成
    2.5 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)動力性能分析
        2.5.1 風(fēng)荷載動力分析原理
        2.5.2 有限元分析模型
        2.5.3 完好結(jié)構(gòu)的風(fēng)振分析
        2.5.4 損傷結(jié)構(gòu)的風(fēng)振分析
            2.5.4.1 一根脊索損傷
            2.5.4.2 一根谷索損傷
            2.5.4.3 兩根脊索損傷
            2.5.4.4 兩根谷索損傷
            2.5.4.5 相鄰兩根索損傷
            2.5.4.6 索損傷位置分析
        2.5.5 損傷結(jié)構(gòu)放大系數(shù)分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 地震作用下結(jié)構(gòu)動力特性及損傷性能
    3.1 引言
    3.2 結(jié)構(gòu)自振特性分析
    3.3 結(jié)構(gòu)地震作用的反應(yīng)譜分析
        3.3.1 振型參與質(zhì)量系數(shù)
        3.3.2 反應(yīng)譜分析
    3.4 結(jié)構(gòu)地震作用的時程分析
        3.4.1 地震波選擇
        3.4.2 多遇烈度下的時程分析
            3.4.2.1 El-Centro波作用
            3.4.2.2 Taft波作用
            3.4.2.3 RGB波作用
            3.4.2.4 時程分析與反應(yīng)譜分析的比較
        3.4.3 基本烈度下的時程分析
        3.4.4 罕遇烈度下的時程分析
        3.4.5 預(yù)應(yīng)力度的影響分析
    3.5 索應(yīng)力松弛的影響分析
        3.5.1 一根脊索松弛的動力分析
        3.5.2 一根谷索松弛的動力分析
        3.5.3 兩根脊索松弛的動力分析
        3.5.4 兩根谷索松弛的動力分析
        3.5.5 相鄰兩根索松弛的動力分析
        3.5.6 控制節(jié)點的位移時程
        3.5.7 不同部位索松弛的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 結(jié)構(gòu)模型試驗測試及受力性能分析
    4.1 引言
    4.2 定性模型靜力試驗
        4.2.1 使用荷載分析
        4.2.2 索松弛損傷分析
            4.2.2.1 一根脊索損傷
            4.2.2.2 一根谷索損傷
            4.2.2.3 兩根脊索損傷
            4.2.2.4 兩根谷索損傷
            4.2.2.5 相鄰兩根索損傷
            4.2.2.6 相鄰三根索損傷
    4.3 定性模型數(shù)值模擬分析
        4.3.1 有限元模型建立
        4.3.2 索損傷程度對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響分析
            4.3.2.1 一根脊索損傷
            4.3.2.2 一根谷索損傷
            4.3.2.3 相鄰兩根索損傷
        4.3.3 索損傷數(shù)量對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響分析
            4.3.3.1 多根脊索損傷
            4.3.3.2 多根谷索損傷
            4.3.3.3 多根脊索和谷索同時損傷
        4.3.4 桿件剛度對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響分析
            4.3.4.1 索系預(yù)應(yīng)力度變化
            4.3.4.2 上壓環(huán)剛度變化
            4.3.4.3 腹桿剛度變化
            4.3.4.4 下壓環(huán)剛度變化
            4.3.4.5 柱剛度變化
            4.3.4.6 桿件整體剛度變化
        4.3.5 結(jié)構(gòu)合適剛度比分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能
    5.1 引言
    5.2 定性模型抗倒塌性能動力測試
        5.2.1 模型結(jié)構(gòu)損傷動力特性測試
        5.2.2 定性模型抗倒塌性能測試
            5.2.2.1 一根脊索斷裂
            5.2.2.2 一根谷索斷裂
    5.3 定性模型抗倒塌數(shù)值分析
        5.3.1 定性模型有限元與實測對比分析
            5.3.1.1 一根脊索斷裂
            5.3.1.2 一根谷索斷裂
        5.3.2 定性模型有限元模擬分析
            5.3.2.1 兩根脊索斷裂
            5.3.2.2 兩根谷索斷裂
            5.3.2.3 相鄰兩根索斷裂
            5.3.2.4 相鄰三根索斷裂
    5.4 原型結(jié)構(gòu)抗倒塌性能模擬分析
        5.4.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性分析
        5.4.2 構(gòu)件斷裂情況下的倒塌性能分析
            5.4.2.1 一根脊索斷裂
            5.4.2.2 一根谷索斷裂
            5.4.2.3 兩根脊索斷裂
            5.4.2.4 兩根谷索斷裂
            5.4.2.5 相鄰兩根索斷裂
            5.4.2.6 相鄰三根索斷裂
            5.4.2.7 一根內(nèi)環(huán)索斷裂
            5.4.2.8 一根墩柱斷裂
    5.5 結(jié)構(gòu)倒塌破壞機理分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：4009389