張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬結構分析研究.pdf

1、在閱讀了大量國內(nèi)外相關文獻資料及國內(nèi)有關張拉整體結構研究的碩博學位論文的基礎上,本文首先回顧并系統(tǒng)總結了張拉整體結構體系的發(fā)展歷史、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其在工程實踐中的應用情況.概括了張拉整體結構體系的概念、形態(tài)及其結構特點和優(yōu)點,從而完成張拉整體結構的概念性研究.介紹了張拉整體結構的幾何非線性增量形式平衡方程及有限元基本方程,推導了兩節(jié)點索單元的剛度矩陣,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

2、構體系的思想,本文詳細介紹了張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬這一新型結構的構成形式及其結構特性.選用ANSYS分析軟件對頂蓬結構進行預張拉狀態(tài)和工作態(tài)的靜動性能分析與計算,研究了頂蓬結構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構的各構件在不同豎向荷載作用下的內(nèi)力分布和節(jié)點位移情況.研究了空間幾何形狀、壓桿高度、初始預應力、豎向荷載作用等不同參數(shù)對頂蓬結構靜力特性的影響,并分析頂蓬結構各構件的內(nèi)力和節(jié)點位移在不同參數(shù)下的變化情況

3、.接著,本文采用結構動力學理論以及子空間迭代法對頂蓬結構進行自振特性的有限元分析,弄清頂蓬結構各階頻率及對應的振型以及結構各向剛度分布的情況,掌握了頂蓬結構的基本自振特性.研究初始預應力、體系質量、索截面面積、矢跨比等不同參數(shù)對頂蓬結構自振特性的影響,分析了頂蓬結構的頻率和對應的振型在不同參數(shù)下的變化情況以及其質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譜法研究了頂蓬結構在常遇地震下的抗震性能問題,分析了頂蓬結構各構

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、體系質量、初始預應力等對頂蓬結構動內(nèi)力的影響以及結構的動內(nèi)力和動位移在不同參數(shù)下的變化情況.同時還對振型組合方法進行了比較分析,對其合理性進行探討.對張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬這一新型結構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構設計的結論.最后,在對張拉式環(huán)形內(nèi)挑頂蓬結構進行系統(tǒng)研究和分析的基礎上,對這一新型張拉整體結構的靜動性能作出了評定,并對全文的研究