刚架网壳结构的静动力特性分析及施工模拟分析

论文摘要

网壳结构作为一种典型的空间结构体系,有其固有的力学特性。随着网壳结构形式日益多样化,对其进行力学性能的研究具有十分重要的意义。本文以刚架网壳结构为研究对象,开展了以下几个方面内容的研究:在回顾了网壳结构的发展及其理论研究现状之后,首先介绍了该网壳结构的工程背景、结构体系、结构模型的建立、荷载工况及其组合,然后采用ANSYS程序分别就柱脚为刚接和铰接两种不同约束对该结构进行非线性计算,并比较分析了它们的受力情况。结果表明,在各荷载工况作用下结构的内力和位移能较好地满足要求,柱脚宜采用刚接。采用子空间迭代法对该结构进行自振特性分析,结果表明该结构频率非常密集,竖向刚度较弱。此外,采用时程分析法分别研究了刚架网壳结构在单维水平、单维竖向、二维和三维地震作用下的动力响应。结果表明,刚架网壳结构满足抗震要求,多维地震作用下的响应大于单维地震作用下的响应,水平地震作用下的响应大于竖向地震作用下的响应。利用有限元程序ANSYS中的生死单元技术对刚架网壳结构刚架部分的施工过程进行了模拟分析。中间双层网壳部分采用整体顶法升施工法,分别就三种不同的施工方案,对网壳从顶升到安装完毕进行了施工分析。结果表明,刚架和双层网壳在施工过程中的内力和变形均满足要求。最后,对研究工作进行了总结,得出了一些有参考价值的结论,并指出进一步需要研究解决的问题。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 网壳结构的发展状况
• 1.3 理论研究状况
• 1.4 本文研究的背景及内容
• 第二章 刚架网壳结构体系及其静力特性分析
• 2.1 工程背景
• 2.2 刚架网壳结构体系
• 2.3 结构模型的建立
• 2.4 计算荷载及工况组合
• 2.5 非线性静力分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 刚架网壳结构的自振特性分析
• 3.1 计算方法理论
• 3.2 刚架网壳的自振特性
• 3.3 本章小结
• 第四章 刚架网壳结构的地震作用分析
• 4.1 基本理论
• 4.2 地震作用分析原理
• 4.3 静力分析
• 4.4 地震作用分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 刚架网壳结构的施工方法及其过程模拟分析
• 5.1 施工方法
• 5.2 施工模拟数值方法
• 5.3 刚架施工模拟分析
• 5.4 双层网壳整体顶升法施工分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢