大跨度菱形空间钢管桁架屋盖静力性能温度应力动力性能时程分析有限元分析硕士论文

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1、大跨度菱形空间桁架屋盖结构的静动力性能分析防灾减灾工程及防护工程，2011,硕士【摘要】大跨度菱形空间桁架是基于建筑造型产生的一种新的桁架形式，由于其具有良好的力学特性，在实际工程中将得到广泛的应用，而受力性能方面的研究也日趋受到重视。本文以实际工程中的某市火车站的钢管桁架屋盖结构为研究对象，对其静力性能、动力性能、以及温度作用进行研究。主耍内容如下：1・屋盖在固定支座和钱支座两种情况下，使用ABAQUS有限元软件对屋盖结构进行分析，得到结构支座杆件的内力分布及桁架的节点位移，并对比屋盖结构在两种支座情况下内力与位移的区别，从而了解屋盖结构在两种支座情况下的静力性能。2.在ABAQUS环

2、境中，屋盖在I古I定支座和较支座两种状态下，通过对比研究屋盖整体结构在一致的温度变化影响下所引起的整体温度内力，以及节点在温度变化时所产生的位移,从而得到在两种支座类型时温差对大跨度菱形空间桁架屋盖结构的性能是如何影响的。3.钢屋盖与混凝土支座之间的连接方式分别采用较接和刚接，对该钢桁架屋盖结构进行模态分析，得到屋盖结构的自振频率及振型，并对屋盖结构的抗震性能采用时程分析反应谱法进行了研究。市结构前20阶振型对比分析可得出，结构的频率分布非常密集，在多遇地震分析时时应该考虑高阶振型对结构的影响・・・更多还原[Abstract】Basedonthearchitecturalscheme,a

3、newtypeofthelarge-spanrhombicspatialtrussisadoptedintheSuzhouRailwayStation,whichwillgetawiderangeofapplicationsinpracticalprojectsinceithasgoodmechanicalproperties・Mechanicalpropertiesresearchofthelarge-spanrhombicspatialtrusshasbecomemoreandmoreattenlionto.Arailwaystationofsteeltrussroofstructu

4、reistakenasaresearchobjectinthisarticle,andsomeaspectsofstaticanddynamicperformaneeandthetem.・・更多还原【关键词】大跨度菱形空间钢管桁架屋盖；静力性能；温度应力;动力性能；时程分析；有限元分析；[Keywords]thelarge-spanrhombicspatialtruss；staticperformance；verticaldeformation；dynamicperformance；dynamictimehistoryanalysis；finiteelementmethod；摘要3-5A

5、bstract5-6第一章绪论9-151.1空间钢管桁架的概述9-101.1.1钢管桁架结构的分类91.1.2连接件的截面形式91.1.3桁架的外形9-101.1.4钢管桁架结构的优点101.2空间钢管桁架的研究现状10・11121静力性能研究10J11.2.2温度效应研究111.2.3动力性能研究111.2.4稳定性研究111.3本文的研究内容及意义11・151.3.1工程概况11-121.3.2钢管桁架屋盖的概况12・131.3.3研究内容13-15第二章有限元法简介及屋盖有限元模型15・272.1有限元分析简介15J72.2空间梁单元17-212.2.1空间梁单元的位移模式18-2

6、02.2.2空间梁单元的单元刚度矩阵20-212.3温度应力场的有限元分析21-232.3.1该步与2.1节⑴到⑸步分析相同212.3.2施加等效节点热荷载21-222.3.3引入边界条件222.3.4求解方程22-232.4屋盖有限元模型23-252.5本章小结25-27第三章大跨度菱形空间桁架结构的静力性能分析27-493.1支座反力27-293.2树杈柱的应力应变29-343.2.1屈服准则29-303.2.2有关材料性质的一些基本概念303.2.3米塞斯(Von.Mises)屈服准则(弹性形变能不变条件)30-313.2.4屈雷斯加(H.Tresca)屈服准则313.2.5树杈柱

7、的Misesmax等效应力及弹性应变EE31-343.3树杈柱顶位移34-363.4屋盖节点位移与应力36-473.4.1屋盖中弦节点位移与应力37-413.4.2屋盖下弦节点位移与应力41-473.5本章小结47-49第四章屋盖结构在温度作用下的有限元分析49・794」温度应力理论基础49・514.1.1关于温度应力的特点494.1.2温度应力的种类及相应特点49-514.1.3温度场514.2温度应力的计算51-524.2.1材