文档介绍：天津大学
硕士学位论文
大跨度空间结构抗震设计方法研究
姓名:黄鑫
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:尹越
20070101
中文摘要关键词:大跨度空间结构,振型分解反应谱法,广义振型参与质量,振型组合跨空间结构反应谱法抗震设计中地震效应组合方式进行研究,确定通过分析结构空间结构具有结构合理、造型丰富多彩等优点,被广泛应用于各类大跨度公共建筑中。这类建筑重要性等级通常较高,一旦破坏,将对人民的生命财产造成严重危害,所以,对空间结构进行谨慎、细致的抗震设计具有十分重要的意义。本文结合北京奥运会老山自行车馆屋盖网壳结构,对大跨度空间结构的抗震设计方法进行的深入的分析和讨论。振型分解反应谱法是结构抗震设计的基本方法,大跨空间结构自由度多,自振频率分布密集,振型复杂,振型之间相互耦联,采用振型分解反应谱法对其进行抗震设计时,有着不同于高层结构的特点。本文首先选取典型地震记录及其相应的反应谱分别对所选结构进行时程分析法及振型分解反应谱法分析,通过全面比较杆件动内力验证了振型分解反应谱法在大跨度空间结构抗震设计中的适用性;然后通过定义广义振型参与质量来表征大跨空间结构各阶振型振动的主导方向,并通过控制广义振型参与质量之和占结构总质量的百分比来确定振型分解反应谱法中参与组合的合理振型数,确保所得地震反应的精度:另外本文通过对大的自振特性来选择考虑振型耦联的完整二次项组合法或者简化的平方开方法进行振型组合。时程分析法是抗震设计中一种比较准确的动力分析方法,时程分析法中输入地震动的反应谱须拟合设计反应谱。本文分别采用不同的调整方法对典型地震记录进行调整后作为时程分析法的输入地震波,通过将计算结果与反应谱法计算结果进行比较得出结论,综合调整后的地震波更接近基于地震学及场地特征确定的规范反应谱,综合调整法适用于大跨度空间结构的时程分析。方式,时程分析法,综合调整法
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第一章绪论引言地震是一种破坏性极大的突发性自然灾害,能够造成人员伤亡和社会物质财富的巨大损失,对社会生活和地区经济发展有着广泛而深远的影响。为减轻地震所造成的生命与财产损失,人类与之进行了长期不懈的斗争,虽然科学技术和工程技术的突飞猛进,地震工程的理论和实践得到了很大发展,但是,就近余年来说,全球发生的许多大地震,仍然造成大量严重的工程破坏和惨重的生命财产损失。例如年我国的唐山地震、年美国的地震、年日本的阪神地震及年台湾的集集地震。随着城市现代化和经济的高度发展,地震所造成的损失,平均每几十年翻一番。因此,了解地震灾害的特点,采取正确的对策,方能保证防震减灾收到实效。鉴于地震预报和地震转移分散均不能很好的实现,因此,工程抗震成为目前最有效、’最根本的措施,建筑结构的抗震设计也成为当前最被关注的课题之一。空间结构是指结构的形式呈三维状态,在荷载作用下具有三维受力特性并呈空间工作的结构,是解决大跨度建筑结构最具有竞争性的结构类型。空间结构与平面结构相比,具有很多独特的优点,比如空间受力、重量轻、造价低、抗震性能好等,因此,在国内外应用非常广泛。特别是近年来,人们生活水平不断的提高,工业生产及文化、体育事业不断进步,大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度高性能空间结构的需求。而计算理论的日益完善以及计算机技术的飞速发展,使得对任何复杂的三维结构的分析与设计成为可能。近几十年来,世界各地建造了成千上万的大型体育馆、飞机库、展厅,采用的各类空间结构,展示着优美的造型,成为一道道风景;更有无数的厂房、仓库等因为采用了空间结构,实现了经济、合理的完美统一。空间结构通常包括薄壳结构、网架结构、网壳结构、折板结构、悬索结构、膜结构及由上述某两种或几种组成的杂交结构。其中,发展最快、应用最广的是网架和网壳结构。网架结构主要优点是结构组成灵活多样但又具有高度的规律性,可适应各种建筑方面的要求。其节点连接简单可靠,加工制作机械化程度高,用料经