文档介绍：天津大学
硕士学位论文
张弦梁结构优化设计与地震反应分析
姓名:刘金姣
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:丁阳
20070601
摘要关键词:近些年来,由于张弦梁结构在许多重要大跨度建筑中的成功应用,使其结构的研究成为当前空间结构研究的前沿课题之一。本文以天津站雨棚改造工程的张弦梁结构为计算模型,利用大型通用有限元软件源四P徒辛司擦稍刈饔下的优化设计与地震反应的时程分析。菡畔伊航峁乖际跫统鸥耸康母谋洌⒉煌峁狗桨傅恼畔梁结构有限元计算模型,对计算模型进行静力荷载作用下的设计计算,比较分析张弦梁结构和支承柱的设计计算结果,确定合理的结构方案;攵越峁褂酶至拷洗螅ü髡萏跫涞募渚唷⒏思孛嬉约伴萏跤胝弦梁结构的连接形式,对用钢量进行了优化;扑惴治隽苏畔伊航峁沟亩π阅堋6越峁棺哉裉匦缘姆治霰砻鞔私峁的振动以横跨向振型为主,支座滑移点的改变的影响相对较大,并给出了不同结构的前阶自振频率比较;同时,运用直接积分法对分析了张弦梁结构约束条件和初始张拉力两个因素对结构地震反应的影响。论文研究成果为张弦梁结构的设计提供了一定的参考。张弦梁结构优化动力性能初始张拉力约束条件地震反应.
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盒嫉独创性声明学位论文作者签名:童鹪凭学位论文版权使用授权书印年写过的研究成果,也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证书而使本学位论文作者完全了解:墨洼盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤鲞盘堂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,并学位论文作者签名:女ざD本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期: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。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得年导师签名:签字同期:
攀—气卜十\/欧饕∥零、ā⒁,是介于刚性结构与柔性结构之间的半刚性结构【,这种结构具有以下特张弦梁结构虺艬畛跏怯伞敖医姓爬与梁组合”这一基本形式而得名.。日本大学的甋淌谠甏首先提出的这一概念,他将ㄒ逦!坝贸鸥肆涌雇涫苎构辜涂估辜形成的自平衡体系’’【。各学者在对这一概念深入理解并对其受力特点进行了进一步探究后,又提出其他张弦梁形式.。北京工业大学的白正仙副教授等鉴于各种形式张弦梁结构在组成上具有共同点,即均通过撑杆连接抗弯受压构件缌海拱涂估辜如弦畔伊航峁苟ㄒ逦#河贸鸥肆涌雇涫苎构辜涂估构件,通过在抗拉构件上施加预应力,减轻压弯构件负担的自平衡体系】。张弦梁的整体刚度贡献来自上弦抗压弯构件及与上弦与拉索构成的几何整体性啬芰Ω图畔伊航峁故疽馔图张弦梁的基本类型征【:粱索榘张弦鬃
甲《卿啤务:销∞张弦梁结构中索的预拉力可以控制刚性构件弯矩的大小和分布。例如,当刚性为梁ざ任#时,梁的跨中设一撑杆,撑杆的上、下两端均与梁和索连接,在均布荷载作用下,单纯梁的弯矩见图辉谒魇┘釉びα螅üё统杆,索力将在梁内引起负弯矩,见图坏痹びακ沽旱耐渚卮锏絨时,张弦梁跨中的最大弯矩最终只有单纯梁最大弯矩的,如图尽M保调整撑杆沿跨度方向的布置,还可以控制梁沿跨度方向内力的变化,使各个截面受力趋于均匀,从而使构件强度得到充分利用。《褂煤稍刈饔孟卤湫涡张弦梁结构中的刚性构件和索形成整体结构后,这一空间受力的结构刚度就远远大于单纯刚性构件的刚度,在同样的使用荷载作用下,张弦梁结构的变形比单纯刚性构件小得多。云胶夤δ当刚性构件为拱时,将在支座处产生很大的水平推力。索的引进可以平衡这种推力,从而减少对下部结构的抗侧性能的要求,并使支座受力明确,易于设计和制作。峁沟奈榷ㄐ郧张弦梁结构由于引进了具有抗压和抗弯能力的刚性构件而使体系的刚度和形状的稳定性大为增强【俊M保羰实钡髡鳌⒊鸥撕透招怨辜南喽晕恢茫杀证张弦梁结构整体稳定性【ㄖ煨褪视π郧张弦梁结构中刚性构件的外形可以根据建筑功能和美观要求自由地选择,而结构的受力特性不会受到影响。例如浦东国际机场的屋盖上弦是焊接钢管组成的截面,结构的外形如展翅欲飞的鲲鹏;广州国际会展中心的屋盖上弦是空间桁架,结构的外形如游弋的鱼,张弦梁结构的建筑造型和结构的布置能够完美的结合,适用于各种功能大跨度空间结构。谱鳌⒃耸浜褪┕し奖与网壳、网架等空间结构相比,张弦梁结构的构件和节点的种类、数量大大地减少,这将极大地方便该类结构的制作、运输和施工。此外,通过控制钢索的张拉第~章绪论图张弦梁受力特性襙..,