索托桁架结构延性设计研究

《索托桁架结构延性设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、劣臻交万方数据硕士学位论文索托桁架结构延性设计研究ResearchontheDuctilityDesignofCable—supportedTrussStructure作者：胡沛铭导师：杨维国北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供

2、文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：七I：I卉弘导师签名：签字日期：钞Jff年‘月一日锄带l虱签字日期：如l十年占月l罗自万方数据学校代码：10004北京交通大学硕士学位论文索托桁架结构延性设计研究密级：公开ResearchontheDuctilityDesignofCable—supportedTrussStructure作者姓名：胡沛铭导师姓名：杨维国学位类别：工学学号：11121165职称：教授学位级别：硕士学科专业：结构工程研究方向：钢结构北京交通大学2014年6月万方数据致谢本论文研究得到国

3、家自然科学基金资助项目(51178041)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2011JBM260)；中国航空规划建设发展有限公司资助项目(技12技一1)的资助，特致殷切谢意。本论文的工作是在我的导师杨维国教授的悉心指导下完成的，杨维国教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此由衷的感谢杨教授在本科和研究生期间的七年里对我的关心和指导。杨老师不但是我学业上的导师，也是我人生的导师，不但授予了我宝贵的知识也教会了我为人处世的原则，为我的人生指明了道路。在论文撰写过程中，王萌老师在有限元分析等多个方面对我进行了细致耐心的指导

4、，为解决研究过程中的关键问题指明了方向，在此向王老师表示诚挚的谢意。感谢北方工业大学席根喜老师的无私帮助，提供了芦城体校曲棍球馆的设计参数。在此还要感谢在实习期间教会我使用多种软件以及处理问题方法的张曼生师兄、张国军博士、马伯涛博士和刘鑫刚师兄。感谢葛家琪先生提供的实习岗位。感谢阮志勇同学，在索托结构相关研究中给我提供了无私的帮助，让我少走了不少弯路。感谢我的室友崇康同学，在过去的六年里一直是我学习上的榜样，对我的学业与生活都提供了热情的帮助。另外要感谢我的父母，他们无私的奉献是我能完成学业的精神支柱和物质基础。也要感谢评审老师对论文提出的宝贵意

5、见。感谢所有支持与帮助的人。万方数据摘要索托结构是一种新型的张力空间结构，这种结构结合了斜拉结构与悬索结构的优点，通过拉索从桁架或者网架底部穿过以达到“托”起上部结构的目的。与斜拉结构相比，索托结构具有更高的拉索使用效率，并具有对拉索与梁夹角限制更小的优点。这两大优点使索托结构较斜拉结构具有更好的经济性与安全性。索托结构已经在工程实践中得到应用，并取得一定的理论研究成果。为了探索在工程实践中更为实用的索托结构延性设计方法，本文主要研究内容包括：(1)开展索托桁架结构静力分析，利用有限元分析软件建立索托桁架结构整体模型，在标准荷载、恒荷载和设计荷载

6、下进行模拟计算。通过静力分析，选择适当的初始索力与初选素截面。(2)开展索托桁架结构双非线性稳定分析，根据静力分析求得的索力范围与初选索截面，建立有限元模型，进行考虑材料非线性与几何非线性的全过程屈曲分析，根据分析结果选择最终的设计索力与设计截面。(3)在上述两个建模分析过程中，分别采用自由度耦合加弹簧单元以及“点．点”接触单元两种方法模拟索托节点，并对比两种索托节点模拟方法计算结果，验证“点．点”接触单元模拟索托节点的可行性与正确性。结果表明“点．点”接触单元模拟索托节点与自由度耦合加弹簧单元模拟索托节点的结果差异不大且更偏安全。(4)开展索托

7、桁架结构罕遇地震时程分析，根据稳定分析求得的设计索力与设计截面，使用“点．点”接触单元模拟索托节点建立有限元模型。根据结构周期与场地条件，利用最不利地震动原理选择恰当的地震波进行罕遇地震时程分析，验证设计结果。(5)通过上述分析，提出了满足索托结构延性要求的索参数设计方法。首先，通过静力分析，根据位移与内力控制条件筛选合理初始索力，并根据初始索力大小进行索截面初选；其次，将索截面面积与初始索力组合，进行双非线性稳定分析，选择稳定承载力系数大于2．0且桁架早于拉索破坏的最小索截面面积：最后，通过罕遇地震时程分析验算设计结果。关键词：索托结构；双非线

8、性；稳定分析；时程分析；延性设计111万方数据ABSTRACTABSTRACTThecable-supportedstructurewa