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薄壁方钢管吸能特性及在开合屋盖中的应用研究

论文摘要

开合屋盖结构是一种新型的建筑结构型式,它是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构,使建筑物在开启和关闭两个状态下都可以使用。与传统的结构形式相比,其最大的特点是结构存在运动状态。开合屋盖结构除存在结构运动(即在荷载作用下存在变形)外,尚存在一种特殊的状态,即屋盖开启及关闭过程,这种运动过程的尺度与宏观结构相比是不可忽略的,称之为“运动结构”。针对这一特点,需要做出相应措施减小一旦屋盖发生碰撞后所带来的损失。本文总结了已经建成的大型开合屋盖体系的单元划分方式、屋盖驱动与行走机构等的特点,对开合屋盖体系可能的碰撞方式进行归类;根据已建工程的成功与失败经验,提出开合屋盖的安全评价原则。在借鉴了船舶与车辆碰撞研究的相关理论后,对具体构件进行碰撞分析,以找出适用于具体工程的吸能装置。文章基于LS-DYNA建立计算模型,针对方钢管的轴向碰撞和径向碰撞两个方面,对多种方钢管进行吸能特性研究,结果表明截面形式、厚度、长度及钢管是否封闭等因素对方钢管吸能能力及效率存在影响。最后就某一具体工程实例,采用LS-DYNA建立可能的碰撞模型,考察碰撞后产生的能量、冲击力及对结构的破坏性,再对比安装吸能装置后其能量的吸收方式,验证了吸能装置保护结构的可行性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 开合屋盖建筑的概念、特点及分类
  • 1.2 开合屋盖结构的发展历史
  • 1.3 开合屋盖结构的设计荷载及安全性评价
  • 1.4 国内外研究现状分析及存在的主要问题
  • 1.5 本文的研究意义及主要内容
  • 第二章 薄壁结构撞击吸能装置研究
  • 2.1 碰撞能量吸收装置的要求
  • 2.2 碰撞能量研究原理
  • 第三章 薄壁方钢管轴向碰撞吸能特性研究
  • 3.1 计算模型的建立
  • 3.2 多种方钢管吸能特性分析
  • 3.3 不同方钢管吸能特性小结
  • 3.4 与圆钢管吸能特性的异同
  • 第四章 薄壁方钢管径向碰撞吸能特性研究
  • 4.1 计算模型的建立
  • 4.2 多种方钢管受径向撞击后吸能特性
  • 4.3 不同方钢管吸能特性小结
  • 第五章 碰撞吸能装置在具体工程中的应用
  • 5.1 体育场结构概况和屋盖结构特点
  • 5.2 活动屋盖与基础环梁的碰撞分析
  • 5.3 加入吸能钢管后的碰撞分析
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 本文结论
  • 6.2 本文展望
  • 参考文献
  • 发表论文和参加科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/1e6c93fdcd2f318954bbb5d3.html