大跨度格構(gòu)式拱結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)研究.pdf

1、空間大跨結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代文明重要的組成部分之一,正被日益廣泛的應(yīng)用于水壩、體育場館、橋梁、核電站管線、高架鐵路以及和生命線相關(guān)的許多建設(shè)中。一般結(jié)構(gòu)的抗震反應(yīng)分析中,往往只考慮時(shí)間變化性,而不考慮空間變化性,最具代表的是忽略了行波效應(yīng)影響,對于大跨度結(jié)構(gòu)如果仍采用一般的抗震計(jì)算方法,顯然不能保證其局部某些地方的安全性?？臻g大跨度格構(gòu)式拱結(jié)構(gòu)在此方向的研究鮮見于文獻(xiàn),因此研究單榀和空間拱桁架的力學(xué)性能具有重要意義,故本文對單榀大跨度格構(gòu)式拱結(jié)構(gòu)

2、在地震下考慮不同支承剛度和行波效應(yīng)的響應(yīng)影響進(jìn)行分析研究。
　　 本文主要從地震動(dòng)分析理論、行波效應(yīng)原理和方法、結(jié)構(gòu)自振特性和結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析四個(gè)方面出發(fā),在現(xiàn)有相關(guān)研究成果的上,以自擬大跨度格構(gòu)式拱屋蓋為工程背景,對該格構(gòu)拱考慮不同支座彈性剛度和地震行波效應(yīng)的多遇和罕遇地震響應(yīng)進(jìn)行研究。
　　 (1)本文參閱了國內(nèi)外有關(guān)大跨度拱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定研究資料和其在動(dòng)力荷載作用下的響應(yīng)規(guī)律,對其進(jìn)行總結(jié)和歸納;
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3、簡要介紹了結(jié)構(gòu)在地震荷載下的分析方法、有限單元法、模態(tài)分析方法和有限元線性方程的解法,系統(tǒng)闡述了地震行波效應(yīng)的相關(guān)理論和模擬求解方法;
　　 (3)利用3D3S軟件自擬模型,再利用有限單元分析軟件ANSYS建立單榀格構(gòu)拱模型,并對3種支座彈性剛度下的模型進(jìn)行自振特性分析;
　　 (4)運(yùn)用ANSYS對格構(gòu)式拱屋蓋進(jìn)行地震作用下考慮不同支座彈性剛度影響時(shí)的彈塑性時(shí)程分析,得出格構(gòu)式拱結(jié)構(gòu)上下弦端部桿件軸力和跨中豎向位移為最

4、不利值,支座剛度減小對拱結(jié)構(gòu)的內(nèi)力有利對位移不利,在抗震設(shè)計(jì)中宜與下部支承結(jié)構(gòu)一起分析,考慮其支承結(jié)構(gòu)的剛度和他們的共同工作;
　　 (5)運(yùn)用ANSYS對格構(gòu)式拱屋蓋進(jìn)行地震作用下考慮行波效應(yīng)影響時(shí)的彈塑性時(shí)程分析,得出行波效應(yīng)對結(jié)構(gòu)影響是顯著的,其影響有利有弊,并且大部分桿件和節(jié)點(diǎn)位移隨著波速的下降而越不利;與一致激勵(lì)相比行波下結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力響應(yīng),存在明顯的滯后現(xiàn)象;當(dāng)波速很大時(shí),內(nèi)力和位移響應(yīng)與一致激勵(lì)下的波形基本重合。