用有限元法分析包頭新建體育場(chǎng)罩蓬與下部結(jié)構(gòu)的相互作用.pdf

1、隨著北京奧運(yùn)會(huì)的成功召開(kāi)，相繼建成一大批體育場(chǎng)館。這些體育場(chǎng)館多是大跨度復(fù)雜結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)的高層建筑結(jié)構(gòu)截然不同。這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的奇特的造型，給設(shè)計(jì)和施工造成了前所未有的困難和挑戰(zhàn)，使目前對(duì)體育場(chǎng)館的研究越來(lái)越多。這些體育場(chǎng)館一般上部采用鋼結(jié)構(gòu)，并且都是大跨度空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)受力比較復(fù)雜，風(fēng)荷載和溫度荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移影響較大，這種影響涉及到施工和整個(gè)使用過(guò)程的安全性問(wèn)題。因此，不管是施工過(guò)程中還是建成后，力學(xué)分析對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)

2、都是非常重要的。
　　包頭新建體育場(chǎng)是受力復(fù)雜的大跨度空間結(jié)構(gòu)，其上部罩蓬采用鋼結(jié)構(gòu)，下部看臺(tái)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，罩蓬與下部結(jié)構(gòu)的相互作用是影響結(jié)構(gòu)整體安全性的最重要因素之一。體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，跨度大，結(jié)構(gòu)本身的溫度變形和溫度應(yīng)力較大，在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)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(duì)下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的作用。在夏季高溫作用下，體育場(chǎng)支撐罩蓬的柱產(chǎn)生了裂縫，這對(duì)結(jié)構(gòu)的整體安全性

3、帶來(lái)了一定的影響。
　　本文基于這一具體工程實(shí)例用有限元法分析溫度對(duì)體育場(chǎng)的變形的影響。首先，本文對(duì)體育場(chǎng)力學(xué)計(jì)算的理論進(jìn)行分析，引入溫度荷載和溫度應(yīng)力的概念及其計(jì)算方法。其次，運(yùn)用SAP2000建立有限元模型，進(jìn)行力學(xué)分析。最后，對(duì)溫度引起的變形進(jìn)行分析，運(yùn)用SAP2000分析溫度引起的作用，將 SAP2000計(jì)算的位移與實(shí)際觀測(cè)的位移進(jìn)行比較，分析出溫度變形對(duì)體育場(chǎng)罩蓬支撐柱的影響。
　　在上述溫度分析的基礎(chǔ)上，本課題對(duì)

4、體育場(chǎng)支撐罩蓬的柱進(jìn)行力學(xué)分析。本課題采用理論公式計(jì)算和Fortran90語(yǔ)言編制相應(yīng)的計(jì)算程序兩種方法來(lái)分析型鋼混凝土柱的受力情況，進(jìn)而根據(jù)編程的計(jì)算結(jié)果繪制極限荷載Np-Mp曲線， 同時(shí)將SAP2000計(jì)算的內(nèi)力值放到極限荷載Np-Mp曲線圖中，找到可能會(huì)使截面發(fā)生破壞的內(nèi)力值和相應(yīng)的荷載組合，在此基礎(chǔ)上找到存在危險(xiǎn)的柱，并提出解決方案。
　　通過(guò)分析和計(jì)算可以看出，溫度荷載在上部罩蓬與下部結(jié)構(gòu)相互作用中占有很重要的比重，在某