72米跨度空间网壳结构的静力和动力性能分析

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1、⑧申请同济大学工学硕士学位论文72米跨度空间网壳结构的静力和动力性能分析培养单位：土木工程学院专业：土木工程研究生：吴维民指导教师：陈世鸣教授校外指导教师：徐钊高工二Oo五年十二月同济大学申请硕士学位论文摘要近半个世纪以来，发展最快、应用最广的空间结构是空间网格结构，空间网格结构主要有网架结构和网壳结构两种形式。网壳结构是采用大致相同的格子或尺寸较小的单元沿曲面有规律布置而组成的空间杆系结构，具有造型优美、空间受力、重量轻、造价低、抗震性能好等优点，因此在国内外被广泛应用于大型体育场馆、飞机库、

2、展厅、工业厂房等建筑结构工程中。然而对于位于地震区的大跨度建筑，跨度的增大和结构形式的复杂化必然带来一些不利因素。特别是大跨度建筑往往是人群集合或配置重要设施的场所，一旦地震发生破坏，必然会造成人身伤亡或财产损失。困此如何抗御地震就成为其设计中的关键问题。本文将结合山东某72米跨度网壳工程的实际情况，对屋盖结构及其支撑体系均采用网格结构的大型复杂结构体系进行静力性能和地震作用下的动力响应分析，为该种结构体系的设计提供指导。主要研究工作为：(1)采用AutoLISP语言对AutoCAD进行二次开发

3、，建立了这一实际工程的三维有限元模型：(2)应用商用网架结构设计软件MST2004和钢结构设计软件3D3S进行了72米跨度网壳工程的静力分析和优化设计；(3)利用铜结构设计软件3D3S和大型通用有限元软件ANSYS研究了该结构的自振特性，采用振型分解反应谱法进行了该结构的地震响应分析，得出了网壳结构各杆件的最大地震内力，并与其他载荷工况下的内力进行组合，找出网壳结构的薄弱环节并提出相应的改善措施。(4)为频率密集、振型复杂且振型间存在严重耦合的大跨空间网壳结构的抗震设计提供一定的建议。关建词：大

4、跨度网壳结构；有限元模型：静力优化设计：固有振动；振型分解反应谱法地震响应同济大学申请硬士学位论文AbstractReticulatedstructuresarethefastestdevelopedandthewidestusedspacestructuresduringthelasthalfpestcentury．ReticulatedSU'UDtaTeSwithpin-joratedconn@cfions，usuallycalled‘‘spacetrusses”，areoftenusedi

5、n面droofs，offshoredrillingplatformtowersandpowertransmissiontowers．Forthebuildingslocatedintheearthquakezone，somedisadvantageousfactorswillaffecttheperformanceof也estructuresespeciallywiththeincreaseofthespanandwiththecomplexityoftheform．Becausethelarg

6、espansb-uctumsareoftenbuiltintheimportantpublic，theseismicdesignisakeyproblem．AccordingtothepracticeconditionoftheprojectinSHANDONG,thestaticanddynamicalresponseofthelarge，spanspacereticulatedshellisstudiedinthispaper．Somesuggestabouttheearthquakeres

7、ponseisgiven，ThemainworkiSsummarizedasthefoHows(1)The3DfiniteelementmodelofthisactualprojectisestablishedusingtheAUTOLISPprogram．(2)Thesmilepel'fomaaceofthisactualprojectisstudiedby血eProgramMST2004and3D3S．AndthedesignofthisstrUc舡reisoptimized．(3)Then

8、aturalfrequencyofvibrafionofthisstructureisobtainedbytheProgram3D3SandANSYS．Thedynamicalresponseofthestl'uctureisstudiedusingthemethodoftheresponsespectrum．Theweaklinkofthereticulatedstructu『eisfoundandtheareasureofthesirengthenisadopted．(4)Somesugge