平板网架与下部支承结构整体工作分析研究

论文摘要

网架结构具有受力合理、体型优美、空间体积利用率高等优点,广泛应用于体育馆、会展中心、影剧院、机场候机厅等公共建筑结构中。平板网架结构一般为混合结构体系,即屋盖结构形式为钢管网架体系,而下部支承结构形式为混凝土框架结构、剪力墙结构或者钢框架结构。限于结构设计软件功能的不足,通常将上部网架与下部支承结构分开单独进行结构设计,与实际结构的受力有很大的差别,致使部分构件的设计偏于保守,而部分构件的设计偏于不安全.本论文结合兰州某大学平板网架结构体育馆这一具体工程实例,采用有限元分析软件进行整体建模,系统地从整体稳定性、温差作用和结构抗震性能三个方面分析了上部平板网架与下部支承结构的整体工作性能,并与上部平板网架结构单独建模的工作性能进行了对比分析,此外还分析了水平地震作用下上部网架不同简化方法对下部支承结构内力的影响。计算结果显示不同分析模型得到的数据各不相同,有些数据差异较大,从中得出了一些较为合理的设计建议,为以后同类工程的设计分析提供了一定的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 网架结构应用概况
• 1.2 网架结构的特点和分类
• 1.2.1 网架结构的特点
• 1.2.2 网架结构的分类
• 1.3 网架结构的理论研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 平板网架结构设计理论及有限元模型的建立
• 2.1 概述
• 2.2 网架结构计算假定及基本计算方法
• 2.2.1 网架结构计算假定
• 2.2.2 网架结构基本计算方法
• 2.3 有限元模型的建立
• 2.3.1 网架结构有限元理论概述
• 2.3.2 有限元分析模型介绍
• 3 平板网架结构的整体稳定性
• 3.1 概述
• 3.2 平板网架结构失稳类型及稳定性特点
• 3.2.1 网架结构失稳类型
• 3.2.2 网架结构稳定性特点
• 3.3 平板网架结构的竖向静力弹塑性分析基本理论
• 3.3.1 静力弹塑性分析方法的基本原理
• 3.3.2 塑性铰的本构模型
• 3.3.3 竖向静力弹塑性加载模式
• 3.4 平板网架结构的稳定性对比分析
• 3.4.1 极限承载力对比分析
• 3.4.2 塑性铰分布对比分析
• 3.5 本章小结
• 4 温差作用对平板网架结构的影响分析
• 4.1 概述
• 4.2 温差作用
• 4.2.1 温差作用类型
• 4.2.2 温差作用取值
• 4.3 网架结构温度应力计算
• 4.3.1 温度应力产生的条件
• 4.3.2 网架杆件的温度应力计算理论
• 4.4 平板网架结构考虑温差作用影响的对比分析
• 4.4.1 控制应力选取方案
• 4.4.2 分析模型温差作用取值
• 4.4.3 温差作用对网架杆件的影响分析
• 4.5 本章小结
• 5 地震作用对平板网架结构的影响分析
• 5.1 概述
• 5.2 平板网架结构自振特性分析
• 5.2.1 模态分析方法
• 5.2.2 网架结构整体工作自振特性分析
• 5.3 地震作用对下部支承结构的影响分析
• 5.3.1 结构地震反应分析方法
• 5.3.2 上部网架简化模型
• 5.3.3 地震作用下不同计算模型对比分析
• 5.4 地震作用对上部网架结构的影响分析
• 5.4.1 控制应力选取方案
• 5.4.2 竖向地震作用下上部网架杆件应力对比分析
• 5.4.3 水平地震作用下上部网架杆件应力对比分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 本论文主要结论
• 6.2 进一步研究分析的展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 攻读硕士学位期间获奖情况