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《福州大学》 2009年
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大跨度张弦梁结构抗风性能的研究

黄颖  
【摘要】:张弦梁结构是近年来在国内发展起来的一种新型的大跨度空间结构形式,这种结构体系在受力时呈现出较强的非线性性能,其结构设计一般由稳定而非强度控制,且具有较强的缺陷敏感性。目前,对张弦梁结构非线性静力性能的研究已取得长足进展,但在动力稳定性方向,特别是在非线性抗震及抗风分析方面都有待进一步研究。对大跨度空间结构而言,风荷载作用是结构设计中的主要荷载之一,在大多数情况下,它比地震荷载还显得重要。 本文在总结张弦梁结构抗风性能研究现状的基础上主要进行了以下几个方面的工作: (1)本课题主要通过研究张弦梁结构的受力性能和构造特点,利用有限元分析软件ANSYS中仿真功能,对张弦梁结构模型、计算进行了参数化编程,为深入研究该结构的动力反应分析奠定了基础。 (2)利用初始模型,应用大型有限元软件ANSYS对张弦梁结构进行了模态分析,比较系统地分析了张弦梁结构的自振特性,为深入讨论张弦梁的抗风性能作下铺垫。 (3)对风致响应的计算方法进行论述,总结,找出最优的分析方法。 (4)对所取的张弦梁结构进行等效静力风荷载的分析,得出结构响应包括最大位移、最大杆件轴力、最大索力和最小索力(避免索松弛),将结果和脉动风荷载的结果进行比较。 (5)利用线性自回归滤波器法进行空间张弦梁脉动风荷载的模拟,将模拟出的风速时程在准定常的基础上转化为风压时程,进行张弦梁结构脉动风荷载的时程分析。 (6)编制频域法计算程序和脉动风荷载的人工模拟程序,采用频域法和时程法对张弦梁的风振响应进行分析,并对这两种方法的分析结果进行对比。此外,讨论拉索截面积、屋面恒载、弦的预张力等参数对张弦梁结构风振性能的影响。最后对张弦梁结构的风振响应进行分析总结,得出风振系数,包括位移风振系数和内力风振系数,并将它们进行规律性的总结,提出一些张弦梁结构抗风设计的主要原则和实质性建议。
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU399

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