浅谈空间网架自振特性和地震响应分析

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1、湖南大学硕士学位论文空间网架自振特性和地震响应分析姓名：李靖申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：汪梦甫20070412空间网架自振特性和地震响应分析摘要网架结构是一种较好的大跨度屋盖结构形式。其具有空间受力、节省钢材、空间刚度大、建筑高度小、便于工业化、定型化、建筑造型美观等优点。随着经济的发展和科学技术的不断进步，空间网架这种结构形式在建筑中的运用日益广泛。然而，由于地震等自然灾害的逐年频繁发生，如何进行网架结构的抗震设计成为人们所关心的重要问题，所以对网架结构的地震响应研究有一定的现实意义，其结论可供工程实践借鉴。本文的研究工作主要由以下几个部分组成：（

2、1）对有限元理论一般原理及有限元分析软件ANSYS的功能、典型分析问题的过程进行了简要的介绍，给出了确定网架有限元模型几何参数应遵循的一般原则，采用ANSYS有限元分析软件成功地建立了网架结构的有限元模型，其中，杆件单元采用的是ANSYS中的link8单元。（2）给出了网架结构自由振动频率的ANSYS模态分析算法，阐述了模态分析的实现过程。采用命令流的形式建立了多种网架的有限元分析模型，通过对这些网架自由振动频率的分析，得出了网架自由振动的一般规律，确定了网架自由振动频率的影响因素，研究了不同荷载、边界条件和不同跨度对网架结构自振周期的影响。（3）阐述了利用ANS

3、YS软件进行谱分析的步骤。采用振型分解反应谱法，利用ANSYS软件对三个不同跨度的网架进行了地震作用研究，得出了网架结构的地震内力分布规律，并且对比分析了水平地震作用对屋面网架的影响，同时也考察了不同跨度对地震内力分布规律的影响。（4）采用时程分析法，利用有限元模型对网架结构的非线性性能进行了研究。分析了网架结构非线性动力响应规律，对比分析了线性和非线性计算结果。同时，对比分析了选取不同地震波时的地震响应结果。关键词：网架结构；自由振动；地震作用；有限元模型；非线性分析；ANSYSII硕士学位论文AbstractSpacegridisasortofpreferab

4、lerooftypeforlongspanbuildings.Ithasthe3Dtransfermodeofforce,savesteelmaterial,largerigidity,smallbuildingheight,industrialized,constructedprocess,andbeautyarchitecturalsculpt.Withthedevelopmentoftheeconomyandconstantprogressofscienceandtechnology,applicationofgridstructuresinbuilding

5、sismoreandmoreextensive.However,asearthquakedisasterhappenveryfrequentlyinrecentyears,howtoperformseismicdesignofspacegridsbecomesanimportantproblemconcerned.Soit’snecessarytodosomeresearchandanalysisfortheresponseofspacegridstructureandtheconclusionscanbeusedasreferencesforengineerin

6、gpractice.Inthispaper,themainlyresearchismadeupoffourpartshereinafter.Atfirst,thefiniteelementtheory,functionsofANSYSsoftwareandtypicalanalysisprocessarebrieflyintroduced.Commonlyprincipleofensuringgeometryparameterofspacegridsfiniteelementmodelaregiven,theANSYSisadoptedtoestablishthe

7、spacegridsfiniteelementmodel.InthisANSYSmodel,theelementofLINK8isusedtosimulatetheelementofpole.Comparisonanalysisbetween《code》methodandANSYSanalysismethodiscarriedout,andtheresultsprovethatthespacegridfinitemodelbyusingANSYSiscorrect.Secondly,theanalysisprocessofthefreevibrationofspa

8、cegri