800m凯威特型巨型网格结构抗震性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shkarenwang
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随着时代的进步,结构朝着形式越来越多,跨度越来越大的方向发展。在此背景下凯威特型巨型网格结构作为一种新型超大跨结构形式被提出,该结构在静力作用下用钢量小且力学性能良好,但是其在地震作用下的表现如何并没有相关研究。考虑到近些年我国地震频发且严重危害了人民群众的生命和财产安全,因此有必要对结构的抗震性能进行深入分析。  本文以800m跨度的凯威特型巨型网格结构为研究对象,主要进行了以下几方面内容的研究:  1、对结构进行了模态分析,针对其频谱密集的特点提出了一种位移权重系数和内力权重系数,该系数物理意义明确且计算过程简便,优化了现有的瑞利阻尼计算方法。编写了基于Matlab的地震动筛选程序,选出了5条满足要求的地震动记录。  2、采用时程分析法计算了不同维数地震作用下结构的位移和内力响应。分析了不同方向地震动对结构响应的影响,结果显示凯威特型巨型网格结构在三个方向耦合作用明显,竖向地震与水平地震响应在同一量级。  3、针对凯威特型巨型网格结构节点与杆件数目较多的特点,提出了响应包络线数据处理方法,通过对比发现地震作用下结构的位移以及等效应力包络线与静力下相似,且控制点和控制杆件处的放大系数不超过1.2。  4、计算了结构在5条水平地震动和5条竖向地震动作用下的内力系数,分析了不同参数对内力系数分布的影响,发现水平地震起控制作用,而不是竖向地震;  5、采用多维反应谱法计算了结构的位移与杆件内力响应,并与时程分析法计算结果进行对比。对比结果显示多维反应谱法的精度可用于结构的前期设计。  6、对网架子结构和充气张弦子结构进行了设计。对有无子结构的凯威特型巨型网格结构在静力、动力特性方面进行了对比,结果表明子结构的存在提高了结构的刚度。通过对含有网架子结构和充气张弦子结构的凯威特型巨型网格结构在静力和地震作用下位移、内力包络线的对比,发现控制点处与控制杆件处的放大系数在1.2左右。
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