论文摘要
在杂交结构理论基础上讨论了一种新型结构体系,索、杆、梁混合体系即:张拉柱面巨型网格结构。通过施加预拉力,改善结构的受力性能,减小了结构对支座的水平推力、支座部位杆件的受力及截面尺寸。本文运用有限元方法,对其进行了以下几个方面的工作:(1)在平衡矩阵理论基础上提出索、杆、梁混合体系的初始态预应力分布的确定方法:优化分析法。这个方法可以通过现有的有限元分析软件ansys分析结构整体预应力分布,不需要再自我编程求解,为结构的分析设计提供了方便。(2)首先分析了结构荷载态的静力性能,并进行了参数分析,找出结构内力与位移随参数变化的规律,为以后此类结构设计提供参数设计的依据。然后对张拉柱面巨型网格结构在静力稳定方面与巨型网格结构相比较,分析下部设置张拉索以后是否能提高结构极限屈曲载荷。(3)研究了张拉柱面巨型网格结构的自振频率和振型,并讨论了跨度、矢跨比、垂跨比、主网格大小、立体桁架梁高、子结构载荷、撑杆数量、索的预拉力、结构约束条件对结构动力特性影响,为进一步探讨该结构体系的抗震性能作下铺垫。(4)用时程分析法分析张拉柱面巨型网格结构在一维和多维EL—CENTR波地震作用下的地震响应,找出结构各部分杆件的内力与关键节点位移随时间变化规律。
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摘要Abstract1 绪论1.1 问题的提出1.2 国内外研究现状1.2.1 网格结构发展及巨型网格结构的研究1.2.2 预应力索在房屋建筑结构上应用1.3 本文的工作内容2 有限元模型的建立2.1 有限元法基本理论2.1.1 有限元法基本思想2.1.2 有限元法分析步骤2.2 几何非线性理论2.2.1 引言2.2.2 求解非线性方程的线性化方法2.2.3 大变形问题的增量解法2.3 拉索单元2.3.1 引言2.3.2 拉索单元刚度矩阵2.4 张拉柱面巨型网格结构计算模型2.4.1 基本假定2.4.2 结构计算模型2.5 本章小结3 索网初始态预应力分布及优化3.1 引言3.2 预应力的引入3.2.1 等效荷载法3.2.2 缺陷长度法3.2.3 初始应变法3.2.4 初始索段原长法3.3 平衡矩阵理论3.3.1 引言3.3.2 基本方程3.3.3 独立机构位移模态和独立自应力模态3.3.4 结构预张拉力大小取值的原则3.4 结构的“找力”3.4.1 张弦梁结构初始态计算方法3.4.2 结构整体初始态计算方法—优化法3.4.3 结构初始态确定3.5 本章小结4 张拉柱面巨型网格静力性能分析4.1 引言4.2 参数分析4.2.1 结构矢跨比的影响4.2.2 结构垂跨比的影响4.2.3 结构索的预拉力的影响4.2.4 结构立体析架高度的影响4.2.5 结构撑杆个数的影响4.3 两种结构静力线性屈曲的比较4.3.1 引言4.3.2 屈曲分析分类4.3.3 结构屈曲比较及预应力的影响4.3.3.1 全跨活荷载作用下结构线性屈曲4.3.3.2 半跨活荷载作用下结构线性屈曲4.4 本章小结5 张拉柱面巨型网格动力特性的研究5.1 引言5.2 模态分析基本理论5.3 结构的自振特性5.4 参数分析5.4.1 结构跨度的影响5.4.2 析架梁高度的影响5.4.3 结构的矢跨比的影响5.4.4 结构的垂跨比的影响5.4.5 结构的撑杆个数的影响5.4.6 结构的均布恒载的影响5.4.7 主结构的网格大小的影响5.4.8 主结构的约束条件的影响5.4.9 下部索的预拉力的影响5.5 本章小结6 张拉柱面巨型网格结构地震反应分析6.1 引言6.2 阻尼的计算6.3 地震响应时程分析6.3.1 基本思路与步骤6.3.2 线性加速度法6.4 地震波的选取与调整6.4.1 合理选择地震波的重要性6.4.2 地震波的选用6.4.3 地震波的调整6.5 结构地震响应6.5.1 地震作用下位移响应6.5.1.1 一维纵向地震波的输入（EL-CENTRO波南北方向）6.5.1.2 一维拱向地震波的输入（EL-CENTRO波东西方向）6.5.1.3 一维竖向地震波的输入（EL-CENTRO波竖向）6.5.1.4 空间三维地震波的输入（EL-CENTRO波三个方向）6.5.2 地震作用下杆件轴力响应6.5.2.1 一维纵向地震波的输入（EL-CENTRO波南北方向）6.5.2.2 一维拱向地震波的输入（EL-CENTRO波东西方向）6.5.2.3 一维竖向地震波的输入（EL-CENTRO波竖向）6.5.2.4 空间三维地震波的输入（EL-CENTRO波三个方向）6.6 本章小结7 结论与建议7.1 主要结论7.2 存在问题及后续工作致谢参考文献作者在攻读硕士论文期间发表的论文
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标签：张拉巨型网格论文; 预应力论文; 动力特性论文; 地震反应分析论文;
