大跨度工業(yè)建筑鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)受力性能研究.pdf

1、工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動(dòng)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(jié)構(gòu)作為工業(yè)建筑的一個(gè)典型代表不僅需要滿足力學(xué)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(jié)構(gòu)形式備受青睞。隨著結(jié)構(gòu)跨度的不斷增大，單一的結(jié)構(gòu)形式在使用過(guò)程中存在局限性，因此，涌現(xiàn)出兩種或多種結(jié)構(gòu)形式組合而成的混合結(jié)構(gòu)形式，如張弦梁結(jié)構(gòu)、索-拱結(jié)構(gòu)等等。本文煤棚結(jié)構(gòu)達(dá)到200m跨度，與現(xiàn)有的大部分煤棚結(jié)構(gòu)相比要求更高，故本文提出了采用鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)形式，

2、其借鑒斜拉結(jié)構(gòu)的形式，在具有良好受力性能的拱形結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)造型。
　　本文擬將鋼板帶和空間鋼管桁架拱結(jié)合，探索鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)形式的組成與受力性能，旨在豐富結(jié)構(gòu)體系的使用，擴(kuò)充拱形結(jié)構(gòu)形式。本文的主要研究工作如下：
　?。?）探索鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)形式的構(gòu)成方法，將鋼板帶與空間鋼管桁架拱組合成合理有效的結(jié)構(gòu)形式。運(yùn)用Midas Gen建立有限元模型

3、，選取恰當(dāng)?shù)膯卧⒈M量準(zhǔn)確地模擬邊界條件。
　?。?）對(duì)鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)和相同尺寸的鋼管桁架拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，比較結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布、位移特點(diǎn)等的異同，進(jìn)一步探討鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理。
　?。?）對(duì)鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何非線性分析，考慮恒荷載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、溫度作用的不同荷載工況組合下，結(jié)構(gòu)的支座反力、構(gòu)件內(nèi)力分布、結(jié)構(gòu)整體位移等的規(guī)律。對(duì)于大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)，在半跨荷載作用時(shí)結(jié)構(gòu)的破壞方式可能會(huì)發(fā)生改變，因此，將半跨荷載作

4、用下的結(jié)構(gòu)靜力性能與全跨荷載作用下的結(jié)構(gòu)靜力性能進(jìn)行比較。
　　（4）對(duì)鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，認(rèn)識(shí)該結(jié)構(gòu)的頻率、周期、振型特點(diǎn)，進(jìn)一步了解結(jié)構(gòu)的剛度分布。并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)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(nèi)力遠(yuǎn)小于重力荷載作用下桿件的內(nèi)力，得出該結(jié)構(gòu)在7度Ⅱ類場(chǎng)地下，地震作用不起控制作用。
　?。?）鋼板帶連接位置對(duì)鋼板帶-拱結(jié)構(gòu)力學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生影響，考慮3種鋼板帶連接位置的情況，建立3個(gè)有限元模型，進(jìn)行靜