張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬結(jié)構(gòu)分析研究.pdf

1、在閱讀了大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料及國內(nèi)有關(guān)張拉整體結(jié)構(gòu)研究的碩博學(xué)位論文的基礎(chǔ)上,本文首先回顧并系統(tǒng)總結(jié)了張拉整體結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展歷史、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其在工程實(shí)踐中的應(yīng)用情況.概括了張拉整體結(jié)構(gòu)體系的概念、形態(tài)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),從而完成張拉整體結(jié)構(gòu)的概念性研究.介紹了張拉整體結(jié)構(gòu)的幾何非線性增量形式平衡方程及有限元基本方程,推導(dǎo)了兩節(jié)點(diǎn)索單元的剛度矩陣,介紹了索單元與桿單元的區(qū)別和非線性方程組求法的選用以及收斂原則.其次,依據(jù)張拉整體結(jié)

2、構(gòu)體系的思想,本文詳細(xì)介紹了張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬這一新型結(jié)構(gòu)的構(gòu)成形式及其結(jié)構(gòu)特性.選用ANSYS分析軟件對頂蓬結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)張拉狀態(tài)和工作態(tài)的靜動性能分析與計(jì)算,研究了頂蓬結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力、位移力流方向等靜力特性以及頂蓬這一新型結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件在不同豎向荷載作用下的內(nèi)力分布和節(jié)點(diǎn)位移情況.研究了空間幾何形狀、壓桿高度、初始預(yù)應(yīng)力、豎向荷載作用等不同參數(shù)對頂蓬結(jié)構(gòu)靜力特性的影響,并分析頂蓬結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)位移在不同參數(shù)下的變化情況

3、.接著,本文采用結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論以及子空間迭代法對頂蓬結(jié)構(gòu)進(jìn)行自振特性的有限元分析,弄清頂蓬結(jié)構(gòu)各階頻率及對應(yīng)的振型以及結(jié)構(gòu)各向剛度分布的情況,掌握了頂蓬結(jié)構(gòu)的基本自振特性.研究初始預(yù)應(yīng)力、體系質(zhì)量、索截面面積、矢跨比等不同參數(shù)對頂蓬結(jié)構(gòu)自振特性的影響,分析了頂蓬結(jié)構(gòu)的頻率和對應(yīng)的振型在不同參數(shù)下的變化情況以及其質(zhì)量和剛度是否匹配的問題.然后,本文利用空間多維地震振型分解反應(yīng)譜法研究了頂蓬結(jié)構(gòu)在常遇地震下的抗震性能問題,分析了頂蓬結(jié)構(gòu)各構(gòu)

4、件的動內(nèi)力分布規(guī)律.討論和分析振型組合數(shù)、地震維數(shù)、索截面面積、體系質(zhì)量、初始預(yù)應(yīng)力等對頂蓬結(jié)構(gòu)動內(nèi)力的影響以及結(jié)構(gòu)的動內(nèi)力和動位移在不同參數(shù)下的變化情況.同時(shí)還對振型組合方法進(jìn)行了比較分析,對其合理性進(jìn)行探討.對張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬這一新型結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的受力性能作了較深入的研究,從而得出一些有益于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)論.最后,在對張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究和分析的基礎(chǔ)上,對這一新型張拉整體結(jié)構(gòu)的靜動性能作出了評定,并對全文的研究