超大跨空間鋼管拱桁架屋面太陽(yáng)能發(fā)電功能及其強(qiáng)震下彈塑性性能研究.pdf

1、隨著世界建筑的日益增多,建筑耗能超越工業(yè)耗能和交通耗能,一躍成為社會(huì)耗能之首。在不可再生能源日趨減少的情形下,太陽(yáng)能因其清潔和無(wú)限性引起大家重點(diǎn)關(guān)注。經(jīng)過(guò)不斷的開(kāi)發(fā)創(chuàng)新,太陽(yáng)能建筑一體化成為建筑未來(lái)的發(fā)展方向,尤其是光伏發(fā)電技術(shù)與建筑一體化在大跨度空間結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用成為建筑行業(yè)的一大亮點(diǎn)。
　　 人類文明的發(fā)展并不能阻擋自然災(zāi)害的發(fā)生,地震災(zāi)難作為自然災(zāi)害之首,具有不可抗拒的破壞力,災(zāi)后造成的嚴(yán)重?fù)p失也是人們無(wú)法承受的。從已發(fā)生地

2、震后震區(qū)情形可知,為了使災(zāi)民能及時(shí)得到治療盡快恢復(fù)正常生活,有必要建設(shè)抗震性能極強(qiáng)且用太陽(yáng)能提供能源的大跨度空間結(jié)構(gòu)的避難所以備災(zāi)后使用。據(jù)此,本文設(shè)計(jì)了240m跨矢跨比0.15的鋼管拱桁架模型,并對(duì)其太陽(yáng)能應(yīng)用做了初步探索,進(jìn)一步對(duì)其抗震性能做了研究,主要工作如下:
　　 1.對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電原理、太陽(yáng)能電池類型及其發(fā)電量計(jì)算方法、太陽(yáng)能在建筑上的應(yīng)用可行性等做了分析。
　　 2.對(duì)配備了太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的240m跨鋼管拱桁

3、架進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)太陽(yáng)能電池發(fā)電量計(jì)算方法對(duì)整個(gè)屋面太陽(yáng)能發(fā)電量進(jìn)行計(jì)算分析。
　　 3.為滿足抗震避難所及太陽(yáng)能應(yīng)用要求,在寧河波作用下對(duì)原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力彈塑性分析,經(jīng)分析對(duì)原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了部分截面調(diào)整,并對(duì)比了調(diào)整前后兩模型的結(jié)果。
　　 4.為進(jìn)一步確定調(diào)整結(jié)構(gòu)是否滿足作為抗震避難所及太陽(yáng)能應(yīng)用的要求,采用寧河波、LOMA波和上海人工波對(duì)調(diào)整截面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了X向、Z向、X+0.65Z雙向地震的響應(yīng)分析。
　　

4、 本文通過(guò)對(duì)上述兩大部分內(nèi)容的分析研究,得出結(jié)論如下:
　　 1.超大跨度空間結(jié)構(gòu)相比其他結(jié)構(gòu)而言,更加適合太陽(yáng)能的應(yīng)用;經(jīng)發(fā)電量計(jì)算,可知該結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能板發(fā)電量足以供館內(nèi)日常生活使用,并且作為抗震避難所,災(zāi)后可以當(dāng)作應(yīng)急電源使用。
　　 2.經(jīng)分析對(duì)比可知,調(diào)整后單榀鋼管拱桁架用鋼量比原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)用鋼量增加了11.2％,但拱桁架水平抗震能力提高了167%,豎向抗震能力提高了119%,雙向抗震能力提高了198%。