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预应力索——杆协同网架动力分析

作　者: 廖维敏
导　师: 戴国欣
学　校: 重庆大学
专　业: 结构工程
关键词: 竖向地震作用有限元动力分析模态分析预应力损失多次预应力
分类号: TU356
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 134次
引　用: 6次
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内容摘要

本文在对国内外预应力空间钢结构发展、应用和分析,以及大跨屋盖结构的震害的基础上,探讨了预应力空间钢结构的优越性及开发应用的前景。以预应力索—杆协同网架结构构想及其静力分析的基础上,根据基本假定和静力计算模型,采用振型分解反应谱法,通过有限元通用程序Ansys进行动力分析,对比普通网架和预应力索—杆协同网架在动力作用(主要是竖向地震作用下)的反应,分析发现普通网架和预应力索—杆协同网架的自振频率呈密集型分布,在相同条件下,预应力索—杆协同网架较普通网架有更好的抗震性能。结合网架节点和悬索结构节点的型式和特点,给出了一种新型的可连接柔性索和刚性杆的节点。结合该种结构的结构形式和构造特点,讨论了其适用范围及适合于该种结构的施工安装方法。对该种结构的预应力损失进行了逐项分析,并总结了其补偿办法及理想状态下的设计计算。对该种结构进行单次预应力理论和多次预应力理论分析,指出了多次预应力理论可较好的解决单次张拉引起的变形较大的问题,在其施工工艺中应考虑多次张拉。通过本文研究和分析,可以认为该种结构在动力(主要是地震作用)作用下是可行的结构体系,是值得继续研究的结构型式。另外也指出了该结构仍需继续研究的方向。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
1 绪论  8-26
  1.1 预应力空间钢结构的情况简介  8-9
    1.1.1 空间结构  8-9
  1.2 预应力空间钢结构的现状与发展  9-24
    1.2.1 预应力空间钢结构的分类及现状  10-24
  1.3 大跨屋盖结构的震害  24-25
  1.4 本文所做的工作  25-26
2 下弦为预应力索的协同网架的构想  26-31
  2.1 概述  26-27
    2.2.1 一种新型协同网架结构的构想  26-27
  2.2 该结构的设计与施工可行性探讨  27-29
    2.2.1 引言  27
    2.2.2 索布置及计算思路  27
    2.2.3 关于索的应变及松弛和徐变  27-28
    2.2.4 关于索的疲劳  28
    2.2.5 关于索设计取值  28
    2.2.6 节点设计  28-29
  2.3 适宜于该协同网架的施工方法  29
  2.4 适用范围  29-31
3 下弦为预应力索的协同网架的动力计算  31-48
  3.1 空间网架的抗震概述  31-33
    3.1.1 运动方程  31-32
    3.1.2 惯性特征  32
    3.1.3 特征方程  32
    3.1.4 反应谱  32-33
    3.1.5 地震反应的组合  33
  3.2 网架结构自振特性  33-42
    3.2.1 基本假定  33-34
    3.2.2 网架的自振特性的计算方法  34-37
    3.2.3 网架结构自振特性-算例分析  37-42
  3.3 网架结构的竖向地震内力计算  42-46
    3.3.1 一般规定  42
    3.3.2 计算方法  42-43
    3.3.3 竖向地震力计算-算例分析  43-46
  3.4 网架结构的水平抗震性能  46-47
  3.5 本章小结  47-48
4 该种协同网架结构的预应力损失的补偿与设计计算  48-54
  4.1 概述  48
  4.2 锚固损失及其补偿办法  48-49
  4.3 摩擦损失及其补偿  49
  4.4 钢材的松弛与徐变引起的损失  49-50
  4.5 温度改变对预应力损失的影响  50-51
  4.6 钢索松弛与徐变损失模态计算  51-52
  4.7 温度改变引起的预应力损失模态的计算  52-53
  4.8 本章小结  53-54
5 多次预应力理论在该种协同网架中的应用  54-60
  5.1 预应力钢结构的基本原理  54-57
    5.1.1 单次预应力钢结构的基本原理  54-55
    5.1.2 多次预应力钢结构的基本原理  55-57
  5.2 多次预应力理论在索-杆式协同网架中的应用及推广  57-59
    5.2.1 单次预应力理论在索-杆桁架中应用  57-58
    5.2.2 单次预应力理论在索-杆桁架中应用  58-59
  5.3 本章小结  59-60
6 结论与展望  60-61
  6.1 主要结论  60
  6.2 后续研究工作的展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

预应力索——杆协同网架动力分析

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