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索支玻璃结构抗震性能研究

作　者: 杜帅
导　师: 秦乃兵
学　校: 河北联合大学
专　业: 结构工程
关键词: 索支玻璃结构 静力分析 动力分析 抗震分析
分类号: TU382
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着建筑物的跨度越来越大，为了满足室内采光的需要，玻璃采光顶的应用也随之增多。玻璃采光顶的支撑体系一般是典型的大跨度空间结构，空间结构是一种倍受瞩目的结构形式，其中网壳结构是近半个世纪以来发展最快、应用最广的空间结构之一。网壳结构是一种典型的空间结构体系，有其固有的力学特性。这种网壳结构受力合理、用料经济、造型美观多样、能覆盖较大空间，是近年来在建筑工程中广泛应用的一种空间结构形式。为了增加室内的通透性并且给人以更好的视觉效果，采用四边形网格并在其内增设只受拉的柔性索的结构形式，这种结构室内通透性效果好且玻璃易加工。目前，国内对这种研究比较少，因此利用大型有限元分析软件ANSYS，采用有限元方法，对这种结构的性能进行较为详细的分析，为今后的研究提供一定参考。主要进行了一下几方面的研究：1）利用ANSYS对索支玻璃结构进行静力分析，着重研究了索支玻璃结构各项参数（主要包括索截面面积、索初始应力、杆件截面、长跨比和矢跨比）对其承载能力的影响。2）研究结构的自振特性分析，求出结构的自振频率及前20阶的振型图。随后分析了各项参数（主要包括索截面面积、索初始应力、长跨比和矢跨比）对自振特性的影响。3）运用ANSYS，对结构进行瞬态动力学分析（时间历程分析）。研究结构在地震作用下的反应，得出该结构的抗震特性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目次  6-9
引言  9-10
第1章 文献综述  10-14
  1.1 悬索结构的发展历程  10
  1.2 网壳结构的发展历程  10-11
  1.3 网壳结构在国内外的发展  11-14
    1.3.1 网壳结构在国外的发展  11
    1.3.2 网壳结构在国内的发展  11-14
第2章 理论分析  14-20
  2.1 有限元及有限元分析软件 ANSYS 简介  14-15
    2.1.1 有限单元法简介  14-15
    2.1.2 有限元分析软件 ANSYS 简介  15
  2.2 杆件单元的有限元分析  15-17
    2.2.1 杆系结构有限元分析原理  15-16
    2.2.2 杆单元的有限元分析  16-17
  2.3 ANSYS 模型建立  17-20
    2.3.1 结构模型参数  17
    2.3.2 ANSYS 的建模方法  17-18
    2.3.3 结构的简化、模型生成  18-20
第3章 静力分析  20-26
  3.1 概述  20
  3.2 基本模型  20-21
  3.3 计算结果  21-23
  3.4 索支玻璃结构静力特性的参数影响  23-26
    3.4.1 索初始应力的影响  23
    3.4.2 索截面面积的影响  23-24
    3.4.3 矢跨比的影响  24
    3.4.4 长跨比的影响  24
    3.4.5 杆件截面的影响  24-26
第4章 自振特性分析  26-44
  4.1 概述  26
  4.2 结构动力学基本方程  26-27
  4.3 ANSYS 模态分析  27-37
    4.3.1 基本模型  32
    4.3.2 结果分析  32-37
  4.4 各动力参数对结构动力特性的影响  37-42
    4.4.1 索初始应力对结构自振频率的影响  37-38
    4.4.2 长跨比对结构动力特性的参数影响  38-40
    4.4.3 矢跨比对结构动力特性的参数影响  40-41
    4.4.4 索截面面积对结构自振频率的影响  41-42
  4.5 结论  42-44
第5章 抗震分析  44-58
  5.1 地震作用理论  44
  5.2 结构地震响应分析方法  44-46
    5.2.1 振型分解反应谱法  44-45
    5.2.2 时程分析法  45-46
  5.3 地震波的选用与调整  46-47
    5.3.1 合理选择地震波的重要性  46-47
    5.3.2 地震波的选用与调整  47
  5.4 索支玻璃结构的地震反应分析  47-58
    5.4.1 模型简介  47-48
    5.4.2 ANSYS 时间历程分析过程  48-49
    5.4.3 结果分析  49-58
结论  58-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
导师简介  63-64
作者简介  64-65
学位论文数据集  65

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 非金属结构 > 玻璃结构
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