大半类球面网壳与下部支承协同工作研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:nanshixujie
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网壳结构以其跨度大、造型灵活、内力分布合理等优点被广泛应用。少数网壳结构直接支承于地面,而大多数网壳支承于混凝土结构或钢结构上,网壳与支承结构存在相互作用问题。为便于设计,结构计算时网壳与支承结构单独建模分开计算。对于支承结构,以荷载的形式考虑网壳对支承结构的作用;对于网壳结构,以刚性约束或弹性约束考虑下部结构对网壳的作用。许多学者研究了球面网壳、双曲面网壳等可用几何方程表达的网壳的协同工作问题。大半类球面网壳是近几年新出现的一种新型网壳结构,大半类球面网壳与支承结构的协同工作与一般网壳不同。本文以窑街煤电集团体育馆为背景,借助Midas软件建立了大半类球面网壳与支承结构整体协同工作有限元模型对比分析,进行的主要工作如下:对恒载进行分析对比,结果表明恒荷载对协同影响最大。恒载作用下整体协同工作模型与网壳独立模型内力差值由支座向顶点逐渐减小,受影响最大的杆件为下弦支座附近的环向杆,内力差值百分比低于5%。对活载进行分析对比,结果表明活载对结构协同影响与恒载相同。对水平风荷载进行分析对比,结构表明风载对协同的影响与竖向荷载趋势相同,差值符号相反,且荷载值相等的情况下,水平荷载对协同的影响比竖向荷载大。对温度作用进行分析比较,结果表明温度作用引起的结构内力不容忽略,温度作用对协同的影响大小取决于整体模型对变形约束的大小。动力协同主要从地震作用下结构自振特性和动力响应两方面分析协同工作中支承结构对大半类球面网壳的影响。自振特性分析从自振周期和振型入手,对比支承框架独立模型、网壳独立模型、整体协同模型,得出动力协同中支承框架削弱了网壳的竖向刚度,整体协同模型表现为网壳振动为主下部框架伴随振动。结构动力响应分析从单元内力和节点位移入手,对比整体协同模型和网壳独立模型,得出动力计算中简化计算模型精度不足,使用整体协同模型进行检算是非常有必要的。
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