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大跨空间钢管桁架结构静动力性能分析

作　者: 李云周
导　师: 谭燕秋
学　校: 河北工程大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢管桁架结构静力性能稳定性分析动力性能分析
分类号: TU392.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

钢管桁架结构是一种具有很好力学性能的结构体系,近些年来,其在大跨空间结构中的应用逐渐成为研究热点,但是国内对钢管桁架结构的理论研究还不完善,对该类结构的稳定性分析和抗震分析还需要进一步研究。本课题借助通用有限元软件SAP2000模拟钢管桁架结构,通过分析研究其静动力特性,得到钢管桁架在空间结构中的结构中的静力特性和抗震特性,并得出一些有建设性的结论,为工程设计选模分析时提供有益建议和帮助。本文中,首先本着指导实际工程的目的出发,利用大型通用有限元软件SAP2000建立模型,并对钢管桁架结构进行一系列的静力分析,考虑若干工况组合对结构的影响,得到该结构主要杆件的内力分布及位移变形情况。其次,利用SAP2000有限元软件对结构的整体稳定性进行研究分析,通过设置参数变量,对结构进行线性屈曲分析和儿何非线性分析,证明该类结构的上部三角桁架稳定性及极限承载力等信息,另外,本文中对结构的下部两跨桁架梁进行极限承载力分析，并得出各荷载工况组合下跨中截面荷载位移变化曲线。然后,本文中对钢管桁架结构进行抗震分析,首先通过模态分析得到结构自振频率及振型,然后对结构进行反应谱分析,得到结构在地震作用下抗震特性。最后,本文对以上研究工作进行总结,并对研究中某些难点提出自己的见解,指出有待进一步解决的问题。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章绪论  9-15
  1.1 研究目的及应用前景  9-10
  1.2 钢管桁架结构的发展  10-11
  1.3 钢管桁架结构的研究现状  11-13
    1.3.1 静力分析  11-12
    1.3.2 稳定性分析  12
    1.3.3 极限承载力分析  12
    1.3.4 抗震性能分析  12-13
  1.4 本文研究的内容  13-14
  1.5 本章小结  14-15
第2章稳定分析的基本理论及动力分析基本理论  15-24
  2.1 稳定分析基本理论  15-16
  2.2 动力分析基本理论  16-23
    2.2.1 自振特性分析理论及方法  17-19
    2.2.2 反应谱法的基本理论  19-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章有限元分析及模型建立  24-32
  3.1 有限单元法概述  24-25
  3.2 有限单元法分析过程概述  25-26
  3.3 有限元软件SAP2000概述  26
  3.4 模型形式及尺寸数据  26-29
  3.5 有限元计算模型  29-31
  3.6 本章小结  31-32
第4章钢管桁架屋盖结构静力分析  32-39
  4.1 荷载情况  32-34
  4.2 工况组合  34
  4.3 结果分析  34-37
  4.4 本章小结  37-39
第5章钢管桁架结构稳定性及极限承载力分析  39-46
  5.1 三角桁架结构的稳定性分析和极限承载力分析  39-43
    5.1.1 三角桁架结构计算模型  39-40
    5.1.2 线性屈曲分析  40-41
    5.1.3 几何非线性屈曲分析  41-43
  5.2 桁架梁结构的极限承载力分析  43-45
    5.2.1 计算模型  43
    5.2.2 极限承载力分析  43-45
  5.3 本章小结  45-46
第6章钢管桁架屋盖结构的动力性能分析  46-52
  6.1 有限元计算模型  46-47
  6.2 钢管桁架屋盖结构的自振特性  47-49
  6.3 钢管桁架屋盖结构的地震反应谱分析  49-51
  6.4 本章小结  51-52
结论和展望  52-54
  结论  52
  展望  52-54
参考文献  54-57
致谢  57-58
作者简介  58
攻读硕士学位期间发表的学术论文  58

大跨空间钢管桁架结构静动力性能分析

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