网壳屋盖与下部支承结构组合体系静、动力性能研究

论文题目: 网壳屋盖与下部支承结构组合体系静、动力性能研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 防灾减灾工程及防护工程

作者: 徐光辉

导师: 王修信

关键词: 双层球面网壳,柱支承,结构选型,整体建模,静力性能,动力性能,阻尼,子结构法

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来,混凝土柱垂直支承的双层球面网壳被广泛用于建造体育馆、游泳馆、展览馆等建筑,然而,迄今为止对于该类组合结构的静、动力性能及其影响因素很少有人进行过系统的研究。本文拟通过对该类结构进行系统研究以揭示其静、动力性能及影响因素,以期对结构的选型和设计起到一定的指导作用。另外,对于该类结构计算的两个关键问题“边界条件”、“阻尼比的取值”,在文中做详细讨论,希望对实际工程计算能起到借鉴作用。首先,采用有限元软件SAP2000对不同结构参数的该类结构的静力性能进行了较系统的计算机计算,分析了结构的静内力分布特点及规律、结构自身参数(跨度、矢跨比、下部支承刚度)对结构静力性能的影响。另外,对铰支承模型、整体模型的静力性能进行了对比分析,计算结果显示,两者的静力性能差别很大。总体上看,采用铰支承模型将使得结构的主要受力杆件内力的计算值大大减少,从而使得杆件的设计不安全。因此,该类结构的静力计算应采用整体模型或折算下部结构刚度的弹簧支承模型。同时,应用Rayleigh-Ritz法计算了该类结构的自由振动特性,并进行了结构参数影响分析。然后,采用不同方法对该类结构的各向地震反应进行了较为详细的对比分析,其中包括基于复阻尼理论修正结构模态阻尼比的实用方法、自己编制的基于Clough的子结构理论的动力计算程序DAST、统一采用钢材料阻尼比的方法,揭示了在各向地震作用下结构的动内力分布特点及规律。另外,对铰支承模型、整体模型的动力性能进行了对比分析。计算结果显示,两者动内力的分布特点相去甚远,在地震作用下前者的最大杆件动内力是后者的2倍以上。总体上看,采用铰支承模型对结构进行计算得到的杆件的动内力较大,用于设计是偏于保守的,这种情况与两种模型的静力计算结果刚好相反,应引起注意。最后,对该类结构的静、动力计算的一些关键问题给出了设计建议。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 网壳结构静、动力性能的研究现状

1.3 本文的研究对象、目的及主要内容

第二章 计算模型与方法

2.1 计算模型

2.2 计算方法

第三章 组合体系的静力性能

3.1 组合体系的静力性能

3.2 组合体系结构参数对静力性能的影响

3.2.1 矢跨比对网壳静力特性的影响

3.2.2 跨度对网壳静力特性的影响

3.2.3 下部支承刚度对网壳静力特性的影响

3.2.4 矢跨比、跨度、下部支承刚度对侧推力的影响

3.3 本章小结

第四章 组合体系的动力特性

4.1 结构动力分析模型

4.2 结构动力特性

4.2.1 结构动力特性计算的Rayleigh-Ritz法

4.3 结构动力特性计算与分析

4.3.1 铰支承模型的动力特性

4.3.2 铰支承模型的基本周期随结构参数的变化

4.3.3 整体模型的动力特性

4.3.4 整体模型的基本周期随结构参数的变化

4.4 本章小结

第五章 组合体系的地震反应

5.1 概述

5.2 结构阻尼计算模型

5.2.1 比例阻尼矩阵

5.2.2 非比例阻尼体系及计算方法

5.3 组合体系的地震反应

5.3.1 整体模型和铰支承模型的X向地震反应比较

5.3.2 整体模型和铰支承模型的Z向地震反应比较

5.3.3 组合体系在水平向与竖向地震作用下反应对比分析

5.4 不同阻尼计算方法的比较

5.4.1 X向地震作用下三种计算方法结果的对比

5.4.2 Z向地震作用下三种计算方法结果的对比

5.5 本章小结

第六章 程序的编制及验证

6.1 程序设计及流程

6.2 Wilson-θ法

6.3 质量矩阵、阻尼矩阵的确定

6.3.1 质量矩阵的确定

6.3.2 阻尼矩阵的确定

6.4 程序验证

6.4.1 算例简图及参数选取

6.4.2 计算结果对比

第七章 结论与进一步研究的方向

7.1 本文的主要结论

7.2 进一步研究的方向

参考文献

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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• [2].非规则金属网壳力学性能研究[D]. 李恒.河南工业大学2011
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• [4].考虑下部结构共同作用的新型网壳减震体系性能研究[D]. 闫志刚.兰州理工大学2008
• [5].单层双曲扁网壳参数化设计静动力性能分析及选型优化设计[D]. 李涛.山东建筑大学2017
• [6].某外挂悬挑异形网壳施工方案设计与实施[D]. 杜勉.河北工程大学2015
• [7].组合体系网壳稳定性分析[D]. 徐硕.武汉理工大学2007
• [8].网壳结构非线性及随机缺陷分析[D]. 肖秀兰.湖南大学2006
• [9].拱支叉筒网壳稳定性分析与风压数值模拟[D]. 林郁.浙江大学2004
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