大跨度工業(yè)建筑鋼板帶-拱結構受力性能研究.pdf

1、工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動著工業(yè)建筑向著超高層、大跨度、多元化的方向發(fā)展，罩棚結構作為工業(yè)建筑的一個典型代表不僅需要滿足力學性能的要求，還需保證特殊的工藝需求，立體拱桁架、柱面網(wǎng)殼等結構形式備受青睞。隨著結構跨度的不斷增大，單一的結構形式在使用過程中存在局限性，因此，涌現(xiàn)出兩種或多種結構形式組合而成的混合結構形式，如張弦梁結構、索-拱結構等等。本文煤棚結構達到200m跨度，與現(xiàn)有的大部分煤棚結構相比要求更高，故本文提出了采用鋼板帶-拱結構形式，

2、其借鑒斜拉結構的形式，在具有良好受力性能的拱形結構基礎上引入鋼板帶替代斜拉索的功能，以期充分發(fā)揮剛性拱和柔性鋼板帶的受力性能，并提供新穎的結構造型。
　　本文擬將鋼板帶和空間鋼管桁架拱結合，探索鋼板帶-拱結構形式的組成與受力性能，旨在豐富結構體系的使用，擴充拱形結構形式。本文的主要研究工作如下：
　?。?）探索鋼板帶-拱結構形式的構成方法，將鋼板帶與空間鋼管桁架拱組合成合理有效的結構形式。運用Midas Gen建立有限元模型

3、，選取恰當?shù)膯卧⒈M量準確地模擬邊界條件。
　　（2）對鋼板帶-拱結構和相同尺寸的鋼管桁架拱結構進行計算，比較結構內力分布、位移特點等的異同，進一步探討鋼板帶-拱結構的受力機理。
　　（3）對鋼板帶-拱結構進行幾何非線性分析，考慮恒荷載、活荷載、雪荷載、風荷載、溫度作用的不同荷載工況組合下，結構的支座反力、構件內力分布、結構整體位移等的規(guī)律。對于大跨度屋蓋結構，在半跨荷載作用時結構的破壞方式可能會發(fā)生改變，因此，將半跨荷載作

4、用下的結構靜力性能與全跨荷載作用下的結構靜力性能進行比較。
　?。?）對鋼板帶-拱結構進行模態(tài)分析，認識該結構的頻率、周期、振型特點，進一步了解結構的剛度分布。并對結構進行反應譜分析，發(fā)現(xiàn)桿件在水平地震和豎向地震作用下桿件的內力遠小于重力荷載作用下桿件的內力，得出該結構在7度Ⅱ類場地下，地震作用不起控制作用。
　?。?）鋼板帶連接位置對鋼板帶-拱結構力學性能會產(chǎn)生影響，考慮3種鋼板帶連接位置的情況，建立3個有限元模型，進行靜