發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 05:02

　　 本文基于ABAQUS有限元分析軟件,以大跨空間凱威特網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,首先考慮幾何和材料雙重非線性,深入分析了該結(jié)構(gòu)類(lèi)型在靜載作用下的屈曲行為以及在不同桿件截面強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)矢跨比、材料初始缺陷、結(jié)構(gòu)底部的支座約束等條件下結(jié)構(gòu)靜力響應(yīng),研究得出靜力作用下分析網(wǎng)殼靜力穩(wěn)定性時(shí),需盡可能多分解此類(lèi)結(jié)構(gòu)的振型,以便綜合考慮各階屈曲模態(tài)的組合情況;畫(huà)出荷載-位移曲線可更清晰直觀地表達(dá)出結(jié)構(gòu)各個(gè)參數(shù)變化對(duì)其靜力穩(wěn)定性能的影響規(guī)律,考慮幾何和材料雙重非線性的運(yùn)算結(jié)果更接近工程實(shí)際情況;網(wǎng)殼對(duì)構(gòu)件外徑的敏感程度將遠(yuǎn)高于壁厚,故可適當(dāng)在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的薄弱區(qū)域或易損區(qū)域適當(dāng)增強(qiáng)構(gòu)件截面強(qiáng)度;隨結(jié)構(gòu)矢跨比的增大,結(jié)構(gòu)在靜載作用下的靜力穩(wěn)定性能顯著提高;網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為缺陷敏感型結(jié)構(gòu),網(wǎng)殼極限承載力隨結(jié)構(gòu)初始缺陷的減小而依次增大,但增大的趨勢(shì)越來(lái)越緩慢;結(jié)構(gòu)底部支座的類(lèi)型及約束數(shù)量對(duì)網(wǎng)殼極限承載力的影響非常小,但支座約束數(shù)量減半后,結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)現(xiàn)象更為明顯。然后引入材料損傷模型,推導(dǎo)瑞利阻尼系數(shù)的計(jì)算公式,分析該類(lèi)型網(wǎng)殼在不同維數(shù)地震波下其動(dòng)力響應(yīng)的差異,研究得出網(wǎng)殼在多遇地震下,僅X向地震波對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)指標(biāo)可以作為工程設(shè)計(jì)安全的主要依據(jù),但在罕遇地震下,由于三向地震波對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的復(fù)雜性,綜合考慮三向地震波更符合實(shí)際情況�；�于增量動(dòng)力分析(IDA)方法,考慮材料微觀損傷時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)比不考慮時(shí)降低了20%左右,塑性單元的比例上升10%左右;考慮損傷后初始幾何缺陷使得網(wǎng)殼的動(dòng)力響應(yīng)最大降低了30%左右;結(jié)構(gòu)底部支座約束的數(shù)量減半后,材料損傷累積效應(yīng)使得結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)降低10%左右;在有限元模擬過(guò)程中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的屈服單元以及最大節(jié)點(diǎn)位移幾乎均發(fā)生在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的第一至第四環(huán)內(nèi),得出凱威特網(wǎng)殼的倒塌往往是在結(jié)構(gòu)的薄弱部位由材料損傷引起構(gòu)件破壞直至結(jié)構(gòu)倒塌,因此需加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。從前面的研究得出結(jié)構(gòu)在荷載作靜動(dòng)載作用下的薄弱部位主要集中在結(jié)構(gòu)底部的第一環(huán)至第四環(huán),并針對(duì)薄弱部位提出各類(lèi)加強(qiáng)措施及最優(yōu)方案。結(jié)果表明直接增強(qiáng)桿件截面的強(qiáng)度,可提高結(jié)構(gòu)的極限承載力,增強(qiáng)網(wǎng)殼薄弱部位的斜桿截面對(duì)網(wǎng)殼抗震的提升效果比環(huán)桿更好;增設(shè)網(wǎng)殼局部主肋雙層對(duì)提高結(jié)構(gòu)的抗震效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)桿雙層;當(dāng)使用粘滯阻尼器的時(shí),采用“替換”方式其減震效果明顯優(yōu)于“附加”方式,另外針對(duì)不同的建筑結(jié)構(gòu),存在一個(gè)最優(yōu)阻尼系數(shù);屈曲約束支撐不同的加設(shè)方案對(duì)結(jié)構(gòu)的減震效果影響不同,最優(yōu)方案下的網(wǎng)殼抗倒塌能力可提高13.3%。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類(lèi)】：TU399
【部分圖文】：

第一章緒論1第一章緒論1.1課題研究背景、目的及意義建筑伴隨著人類(lèi)社會(huì)的產(chǎn)生和發(fā)展而不斷發(fā)展，不僅需要滿足基本的使用要求，安全可靠，還需要滿足結(jié)構(gòu)安全性，并具有一定的特色和藝術(shù)美，能夠反應(yīng)區(qū)域文化和民俗特征。在新時(shí)期，用于建筑工程方面的輕質(zhì)高強(qiáng)材料鐵、鋼材、鋁合金等等的出現(xiàn)和應(yīng)用促進(jìn)以桿件形式為主的穹頂結(jié)構(gòu)快速發(fā)展（圖1.1中國(guó)國(guó)家大劇院、圖1.2天津市濱海新區(qū)于家堡高鐵站、圖1.3名古屋大型體育館、圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館等等）。其中，在有關(guān)方面研究較為深入，并取得一定成績(jī)的設(shè)計(jì)師為德國(guó)Schwedler，在結(jié)構(gòu)方面采用薄殼穹頂，應(yīng)用“經(jīng)緯結(jié)合，分部設(shè)計(jì)”的理念，將其分為緯向水平環(huán)線和經(jīng)向的肋，與此同時(shí)，使用斜桿改變?cè)�有的梯形�?nèi)部結(jié)構(gòu)，將其分割成兩個(gè)或者四個(gè)三角形，這樣一來(lái)，可以在一定程度上增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)之上，一些專(zhuān)業(yè)人士對(duì)其進(jìn)行不斷研究，20世紀(jì)50年代，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要為平板型或者微面型。我國(guó)在大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的使用方面還相對(duì)較少，歐洲一些國(guó)家使用較多，我國(guó)在有關(guān)方面的典型設(shè)計(jì)為首都機(jī)場(chǎng)四機(jī)位倉(cāng)庫(kù)和天津體育中心體育館。圖1.1中國(guó)國(guó)家大劇院圖1.2天津新區(qū)高鐵站Figure1.1ChinaNationalGrandTheatreFigure1.2TianjinNewDistrictHigh-speedRailwayStation圖1.3名古屋體育館圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館Figure1.3NagoyaStadiumFigure1.4StockholmGlobeStadium,Sweden在建筑業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍不斷增加，安全問(wèn)題也不

第一章緒論1第一章緒論1.1課題研究背景、目的及意義建筑伴隨著人類(lèi)社會(huì)的產(chǎn)生和發(fā)展而不斷發(fā)展，不僅需要滿足基本的使用要求，安全可靠，還需要滿足結(jié)構(gòu)安全性，并具有一定的特色和藝術(shù)美，能夠反應(yīng)區(qū)域文化和民俗特征。在新時(shí)期，用于建筑工程方面的輕質(zhì)高強(qiáng)材料鐵、鋼材、鋁合金等等的出現(xiàn)和應(yīng)用促進(jìn)以桿件形式為主的穹頂結(jié)構(gòu)快速發(fā)展（圖1.1中國(guó)國(guó)家大劇院、圖1.2天津市濱海新區(qū)于家堡高鐵站、圖1.3名古屋大型體育館、圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館等等）。其中，在有關(guān)方面研究較為深入，并取得一定成績(jī)的設(shè)計(jì)師為德國(guó)Schwedler，在結(jié)構(gòu)方面采用薄殼穹頂，應(yīng)用“經(jīng)緯結(jié)合，分部設(shè)計(jì)”的理念，將其分為緯向水平環(huán)線和經(jīng)向的肋，與此同時(shí)，使用斜桿改變?cè)�有的梯形�?nèi)部結(jié)構(gòu)，將其分割成兩個(gè)或者四個(gè)三角形，這樣一來(lái)，可以在一定程度上增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)之上，一些專(zhuān)業(yè)人士對(duì)其進(jìn)行不斷研究，20世紀(jì)50年代，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要為平板型或者微面型。我國(guó)在大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的使用方面還相對(duì)較少，歐洲一些國(guó)家使用較多，我國(guó)在有關(guān)方面的典型設(shè)計(jì)為首都機(jī)場(chǎng)四機(jī)位倉(cāng)庫(kù)和天津體育中心體育館。圖1.1中國(guó)國(guó)家大劇院圖1.2天津新區(qū)高鐵站Figure1.1ChinaNationalGrandTheatreFigure1.2TianjinNewDistrictHigh-speedRailwayStation圖1.3名古屋體育館圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館Figure1.3NagoyaStadiumFigure1.4StockholmGlobeStadium,Sweden在建筑業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍不斷增加，安全問(wèn)題也不

第一章緒論1第一章緒論1.1課題研究背景、目的及意義建筑伴隨著人類(lèi)社會(huì)的產(chǎn)生和發(fā)展而不斷發(fā)展，不僅需要滿足基本的使用要求，安全可靠，還需要滿足結(jié)構(gòu)安全性，并具有一定的特色和藝術(shù)美，能夠反應(yīng)區(qū)域文化和民俗特征。在新時(shí)期，用于建筑工程方面的輕質(zhì)高強(qiáng)材料鐵、鋼材、鋁合金等等的出現(xiàn)和應(yīng)用促進(jìn)以桿件形式為主的穹頂結(jié)構(gòu)快速發(fā)展（圖1.1中國(guó)國(guó)家大劇院、圖1.2天津市濱海新區(qū)于家堡高鐵站、圖1.3名古屋大型體育館、圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館等等）。其中，在有關(guān)方面研究較為深入，并取得一定成績(jī)的設(shè)計(jì)師為德國(guó)Schwedler，在結(jié)構(gòu)方面采用薄殼穹頂，應(yīng)用“經(jīng)緯結(jié)合，分部設(shè)計(jì)”的理念，將其分為緯向水平環(huán)線和經(jīng)向的肋，與此同時(shí)，使用斜桿改變?cè)�有的梯形�?nèi)部結(jié)構(gòu)，將其分割成兩個(gè)或者四個(gè)三角形，這樣一來(lái)，可以在一定程度上增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)之上，一些專(zhuān)業(yè)人士對(duì)其進(jìn)行不斷研究，20世紀(jì)50年代，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要為平板型或者微面型。我國(guó)在大跨空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的使用方面還相對(duì)較少，歐洲一些國(guó)家使用較多，我國(guó)在有關(guān)方面的典型設(shè)計(jì)為首都機(jī)場(chǎng)四機(jī)位倉(cāng)庫(kù)和天津體育中心體育館。圖1.1中國(guó)國(guó)家大劇院圖1.2天津新區(qū)高鐵站Figure1.1ChinaNationalGrandTheatreFigure1.2TianjinNewDistrictHigh-speedRailwayStation圖1.3名古屋體育館圖1.4瑞典斯德哥爾摩地球體育館Figure1.3NagoyaStadiumFigure1.4StockholmGlobeStadium,Sweden在建筑業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍不斷增加，安全問(wèn)題也不
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2888347