阻尼弹簧荷载缓和网壳结构的性能分析

论文摘要

荷载缓和体系(Load—relieving System)作为一种概念引入到结构中,使结构能够自发的对自身构成形态进行调整,进行有效的自我保护。研究该体系的缓和装置、结构形式以及计算理论,为该体系的推广应用提供技术支撑,将是十分必要和意义重大的。 本文对荷载缓和体系的国内外研究现状进行了总结,介绍了阻尼弹簧、剪式铰及弹簧套管三种缓和装置;构造了阻尼弹簧荷载缓和体系结构形式,对单层索系荷载缓和结构进行改良;分述了目前荷载缓和体系计算理论,用解析法对一单层索系荷载缓和结构分析。 将新型阻尼弹簧应用于网壳结构中,构造阻尼弹簧荷载缓和网壳。对K8型单层阻尼弹簧荷载缓和网壳和双层柱面阻尼弹簧荷载缓和网壳进行了静力及动力分析,研究阻尼弹簧荷载缓和网壳的缓和效果。 通过阻尼弹簧杆在K8型单层网壳中的四种布置形式,讨论了阻尼弹簧杆件布置对荷载缓和效果的影响,并对阻尼弹簧荷载缓和网壳的受力特性进行了研究,同时探讨了阻尼弹簧杆刚度系数K的影响。对双层柱面阻尼弹簧荷载缓和网壳进行静力分析,通过与普通网壳相比较,对所有杆件内力的缓和效果进行分析。以上研究分析表明,阻尼弹簧荷载缓和网壳在静力作用下,具有良好的荷载缓和效果。 本文对阻尼弹簧荷载缓和网壳结构的动力特性进行了分析。分析表明阻尼弹簧荷载缓和网壳的自振频率及振型与普通网壳相比有所差别。阻尼弹簧杆的布置改变了结构的总刚度矩阵及阻尼矩阵。对结构进行动力时程分析,得到阻尼弹簧荷载缓和网壳在地震作用下,杆件的动内力得到了较好的缓和,但是缓和网壳的位移要比普通网壳的位移大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 荷载缓和体系的概念
• 1.3 荷载缓和体系的研究现状
• 1.4 荷载缓和体系的应用
• 1.5 本文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 荷载缓和体系结构形式及计算理论
• 2.1 引言
• 2.2 荷载缓和装置的研究
• 2.2.1 荷载缓和装置研究综述
• 2.2.2 荷载缓和装置的新形式
• 2.3 荷载缓和体系结构形式的研究
• 2.3.1 荷载缓和体系结构形式的分类
• 2.3.2 荷载缓和体系结构的新形式
• 2.4 荷载缓和体系设计思路总结
• 2.5 荷载缓和体系的计算理论
• 2.5.1 动力松弛法
• 2.5.2 能量搜索法
• 2.5.3 力密度法
• 2.5.4 虚拟应变法
• 2.5.5 解析法
• 2.6 本章小结
• 参考文献
• 第三章 阻尼弹簧荷载缓和网壳静力分析
• 3.1 引言
• 3.2 基本知识
• 3.2.1 弹簧的分类及性能
• 3.2.2 阻尼材料与阻尼形式
• 3.2.3 新型高阻尼弹簧介绍
• 3.3 阻尼弹簧荷载缓和网壳的静力分析
• 3.3.1 单层阻尼弹簧荷载缓和网壳的计算分析
• 3.3.1.1 阻尼弹簧杆的布置
• 3.3.1.2 K8型单层阻尼弹簧荷载缓和网壳的受力分析
• 3.3.1.3 阻尼弹簧杆刚度系数对结构荷载缓和效率的影响
• 3.3.2 双层柱面阻尼弹簧荷载缓和网壳的计算分析
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 阻尼弹簧荷载缓和网壳动力分析
• 4.1 引言
• 4.2 阻尼弹簧荷载缓和网壳运动方程的建立
• 4.3 阻尼弹簧荷载缓和网壳的自振分析
• 4.3.1 自振分析的基本理论
• 4.3.2 K8型单层阻尼弹簧网壳的自振特性
• 4.3.3 双层柱面阻尼弹簧网壳的自振特性
• 4.4 阻尼弹簧网壳的动力时程分析
• 4.4.1 基本原理
• 4.4.2 K8型单层阻尼弹簧网壳的动力时程分析
• 4.4.3 双层柱面阻尼弹簧网壳的动力时程分析
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文主要结论
• 5.2 展望
• 续尾