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单层鞍形网壳强动力荷载下破坏准则的研究

作　者: 梁国亮
导　师: 吕晓寅；邢佶慧
学　校: 北京交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 单层鞍形网壳 简谐荷载 地震作用 动力破坏指标 双参数准则
分类号: TU399
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 42次
引　用: 3次
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内容摘要


网壳结构是大跨空间结构的主要形式,其动力性能与传统的多、高层结构相比具有明显不同的特点。作为网壳结构的基本类型之一,单层鞍形网壳造型活泼,具有直纹性,便于施工,随着近年来广泛应用,其抗震性能逐渐受到关注。本文用有限元软件ANSYS对大量单层鞍形网壳算例进行简谐和地震动力时程计算,在简谐计算中以频率和网格形式为参数,地震计算则以地震波方向、高跨比、跨度、网格形式和屋面荷载为参数,分别考察结构响应随以上各个参数的变化规律,以对结构进行系统的全过程动力响应分析。用自编的后处理程序,提取了结构最大节点位移、结构总应变能及进塑性杆件比例等多项特征响应。利用建筑结构基于位移和能量的双参数破坏准则的模式,将结构最大位移与塑性累积耗能进行组合建立了动力强度破坏的双参数准则,以动力破坏指标判定结构的动力破坏程度,并得出在一定范围内动力破坏指标与极限位移的对应关系。与原有网壳结构的动力破坏准则相比,应用双参数准则和动力破坏指标可以更有效地评价单层鞍形网壳的动力强度破坏程度。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-22
  1.1 课题背景  11-13
  1.2 国内外研究历史与现状  13-17
    1.2.1 研究历程与方法  13-14
    1.2.2 网壳结构稳定性研究  14-16
    1.2.3 网壳结构强度破坏的研究  16-17
  1.3 建筑结构破坏准则的发展历程  17-20
    1.3.1 单参数破坏准则  17-18
    1.3.2 双参数破坏准则  18-20
    1.3.3 建筑结构基于性能的破坏准则  20
  1.4 本文主要工作  20-22
2 结构自振特性及谐响应分析  22-30
  2.1 概述  22
  2.2 模型参数  22-24
    2.2.1 网格形式  22-23
    2.2.2 计算参数  23-24
  2.3 结构的自振特性分析  24-26
    2.3.1 模型A自振特性分析  24-25
    2.3.2 模型B自振特性分析  25-26
  2.4 结构的线性谐响应分析  26-29
  2.5 本章小结  29-30
3 简谐荷载动力计算及分析  30-41
  3.1 研究方法及计算条件  30-31
    3.1.1 研究方法  30-31
    3.1.2 计算条件  31
  3.2 简谐荷载频率的选择  31-33
  3.3 结构的耗能机理  33-34
  3.4 结构的动力破坏模式分析  34-37
    3.4.1 破坏模式  34-36
    3.4.2 失效机理  36-37
  3.5 参数对比分析  37-39
    3.5.1 频率的影响  37-38
    3.5.2 网格形式的影响  38-39
  3.6 本章小结  39-41
4 地震作用动力计算及分析  41-54
  4.1 研究方法和计算条件  41
    4.1.1 研究方法  41
    4.1.2 计算条件  41
  4.2 地震波的选取与调整  41-44
  4.3 结构的耗能机理  44
  4.4 结构的动力破坏模式分析  44-47
    4.4.1 破坏模式  44-46
    4.4.2 失效机理  46-47
  4.5 参数对比分析  47-53
    4.5.1 地震波输入方向  47-49
    4.5.2 高跨比的影响  49-50
    4.5.3 跨度的影响  50-51
    4.5.4 网格形式的影响  51-52
    4.5.5 屋面荷载的影响  52-53
  4.6 本章小结  53-54
5 单层鞍形网壳的双参数动力破坏准则  54-68
  5.1 建立结构动力破坏指标  54
  5.2 确定公式中的系数  54-56
    5.2.1 简谐荷载算例回归权重系数  55-56
    5.2.2 地震作用算例回归权重系数  56
  5.3 典型算例分析  56-65
    5.3.1 简谐荷载算例  56-61
    5.3.2 地震作用算例  61-65
  5.4 动力破坏指标同结构特征响应的比较  65-67
    5.4.1 同最大位移及进塑性杆件比例的比较  65-66
    5.4.2 与极限位移的对应关系  66-67
  5.5 本章小结  67-68
6 结论  68-70
参考文献  70-72
附录  72-75
学位论文数据集  75

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 其他结构
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