用有限元法分析包頭新建體育場罩蓬與下部結構的相互作用.pdf

1、隨著北京奧運會的成功召開，相繼建成一大批體育場館。這些體育場館多是大跨度復雜結構，設計理念與傳統(tǒng)的高層建筑結構截然不同。這些復雜結構的奇特的造型，給設計和施工造成了前所未有的困難和挑戰(zhàn)，使目前對體育場館的研究越來越多。這些體育場館一般上部采用鋼結構，并且都是大跨度空間結構，這種結構受力比較復雜，風荷載和溫度荷載對結構的內(nèi)力和位移影響較大，這種影響涉及到施工和整個使用過程的安全性問題。因此，不管是施工過程中還是建成后，力學分析對于復雜結構

2、都是非常重要的。
　　包頭新建體育場是受力復雜的大跨度空間結構，其上部罩蓬采用鋼結構，下部看臺采用鋼筋混凝土結構，罩蓬與下部結構的相互作用是影響結構整體安全性的最重要因素之一。體育場鋼結構工程結構體系復雜，跨度大，結構本身的溫度變形和溫度應力較大，在結構使用過程中，溫度變化對結構內(nèi)部桿件的受力影響較大。上部罩蓬在溫度作用下產(chǎn)生很大的變形，對下部結構產(chǎn)生很大的作用。在夏季高溫作用下，體育場支撐罩蓬的柱產(chǎn)生了裂縫，這對結構的整體安全性

3、帶來了一定的影響。
　　本文基于這一具體工程實例用有限元法分析溫度對體育場的變形的影響。首先，本文對體育場力學計算的理論進行分析，引入溫度荷載和溫度應力的概念及其計算方法。其次，運用SAP2000建立有限元模型，進行力學分析。最后，對溫度引起的變形進行分析，運用SAP2000分析溫度引起的作用，將 SAP2000計算的位移與實際觀測的位移進行比較，分析出溫度變形對體育場罩蓬支撐柱的影響。
　　在上述溫度分析的基礎上，本課題對

4、體育場支撐罩蓬的柱進行力學分析。本課題采用理論公式計算和Fortran90語言編制相應的計算程序兩種方法來分析型鋼混凝土柱的受力情況，進而根據(jù)編程的計算結果繪制極限荷載Np-Mp曲線， 同時將SAP2000計算的內(nèi)力值放到極限荷載Np-Mp曲線圖中，找到可能會使截面發(fā)生破壞的內(nèi)力值和相應的荷載組合，在此基礎上找到存在危險的柱，并提出解決方案。
　　通過分析和計算可以看出，溫度荷載在上部罩蓬與下部結構相互作用中占有很重要的比重，在某