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《天津大学》 2012年
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双螺旋线单层网壳结构静动力特性研究

王彬  
【摘要】:网壳结构具有受力性能好、自重轻、跨度大、造型多变等优越性,因此被广泛应用于工程中。本文以于家堡火车站双螺旋线单层网壳结构实际工程为背景,利用ansys有限元软件,从以下几个方面进行研究并得到了一些结论。 双螺旋线单层网壳结构静力性能分析。主要包含结构静力特性分析、箱型截面梁绕轴扭转对结构静力性能的影响分析、支座约束条件对结构静力性能的影响分析。得到以下结论:结构的最大应力值、最大稳定应力比和最大位移值均满足设计规范要求,但应充分考虑水平反力对支座的剪切作用;通过对比分析,认为箱型截面梁绕轴扭转对结构整体静力性能的影响非常小,但对单根梁的影响很大,建议在分析单根梁受力时应引起注意;通过支座约束条件对比分析,得出本结构中采取的法向铰接、切向释放约束形式是合理的。 双螺旋线单层网壳结构动力基本特性分析。包含三方面:结构自振特性分析、箱型截面梁绕轴扭转对结构动力性能的影响分析、支座约束条件对结构动力性能的影响分析。得到以下结论:结构的基频为1.52Hz,刚度较好。该网壳结构振型截断选为前90阶较合适。该网壳结构以平动振型为主。扭转后网壳结构的基频与刚度稍稍变大。本结构中采取的法向铰接、切向释放约束形式是合理的。 双螺旋线单层网壳结构振型分解反应谱分析及抗震验算。对结构分别在多遇地震、罕遇地震作用下的响应进行分析,并进行截面抗震验算。得到以下结论:该网壳结构对y向地震作用较为敏感,对z向地震作用较不敏感;结构在多遇地震、罕遇地震作用下具有足够的刚度,结构内力和变形均满足要求。 双螺旋线单层网壳结构时程分析。通过选取的三条地震波,对网壳结构分别在多遇地震、罕遇地震作用下的响应进行分析,并与振型分解反应谱法进行对比。得到以下结论:由振型分解反应谱方法进行结构抗震验算可以满足结构抗震设计要求,时程分析可以对振型分解反应谱分析进行验证。 双螺旋线单层网壳结构风振响应分析。首先,模拟结构表面不同位置的含脉动风的总风速时程。其次,根据结构风洞模型试验得出结构表面不同位置的表面风压系数。再次,由总风速时程与表面风压系数,转化得到结构表面不同位置的动力风荷载。最后,通过时程分析得到了结构的风振响应,进而得到结构的风振系数,可用于结构分析与设计。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU33;TU311

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【参考文献】
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