竖向地震作用对空间大跨结构的影响及计算方法

论文摘要

网架结构是一种较好的大跨度屋盖结构形式。在国内外的大型体育馆、停机场、中型练习馆、展览馆、俱乐部、剧院、食堂以及工业厂房等工程的屋盖结构中都得到广泛应用。然而,随着地震等自然灾害的逐年频繁发生,如何进行网架结构的抗震设计,尤其是竖向地震作用对这种空间大跨结构的影响是我们所关心的重要问题。本文主要研究的正是平板型周边支承正放四角锥网架在竖向地震作用下的动力特征以及动内力与在重力荷载代表值作用下静内力的关系,并寻找某种简便方法去计算出动内力值。主要步骤如下：(1)引用竖向地震加速度反应谱,该反应谱是通过大量的实测记录,并通过分析、统计的方法得出,有较高的可信度。(2)对9种跨度(30×30、33×33、36×36、39×39、42×42、48×48、54×54、60×60、72×72)的正放四角锥网架屋盖,在实测记录中出现频率较高的两种地震动强度等级(0.1g～0.2g、0.2g～0.4g)及三种场地类别(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ场地)共6种场地条件下采用SAP2000有限元结构分析软件进行反应谱法和多遇地震下的时程法进行分析。(3)引入动内力系数,将几种方法得到的结果进行分析对比,找出动内力系数分布规律,来评估该网架结构受到的竖向地震作用并与规范规定的竖向地震作用系数进行比较。(4)利用等效地震作用系数及动内力系数,结合分布规律寻找出了两种比较实用的计算方法来计算网架的动内力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 竖向地震的震害及研究现状
• 1.2.1 地震震害资料
• 1.2.2 竖向地震动国内外研究现状
• 1.3 网架结构的特点及研究现状
• 1.3.1 网架的特点
• 1.3.2 网架结构的研究现状
• 1.4 论文的主要内容及创新
• 1.4.1 本文主要内容
• 1.4.2 本文主要创新
• 第2章 竖向地震作用对网架屋盖的影响
• 2.1 计算模型的建立
• 2.1.1 正方四角锥网架
• 2.1.2 网架几何尺寸的确定及支座约束信息
• 2.1.3 网架计算的简化与假设
• 2.2 竖向地震反应计算方法的选择
• 2.2.1 规范中关于竖向地震作用计算
• 2.2.2 振型分解反应谱法
• 2.2.3 时程分析法
• 2.3 正放四角锥网架屋盖的动力特性
• 2.3.1 计算模型的静力参数
• 2.3.2 计算模型的自振特性
• 2.4 正放四角锥网架屋盖竖向地震反应分析
• 2.4.1 竖向地震加速反应谱的输入
• 2.4.2 动内力系数
• 2.4.3 振型分解反应谱法计算结果
• 2.4.4 时程分析法计算结果
• 2.4.5 上弦杆最大动内力系数
• 第3章 网架结构竖向地震内力的计算方法
• 3.1 方法一（等效竖向地震作用法）
• 3.1.1 基本思路
• 3.1.2 计算方法
• 3.2 方法二（直接动内力系数法）
• 3.2.1 基本思路
• max的确定'>3.2.2 峰值ξ_max的确定
• 3.2.3 系数β的确定
• 3.2.4 计算方法
• 3.3 方法一与方法二的总结比较
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献