【摘 要】
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木网壳造这一结构形式是大跨木结构的典型代表,以往的工程实例显示,木网壳具有结构安全性、耐久性好、节能固碳、绿色环保等突出优点。近年来,国内外对木网壳的研究数量不断
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木网壳造这一结构形式是大跨木结构的典型代表,以往的工程实例显示,木网壳具有结构安全性、耐久性好、节能固碳、绿色环保等突出优点。近年来,国内外对木网壳的研究数量不断增加,但在动力性能方面的研究还存在不足。本文以毕节穹顶工程作为实例,对木网壳中心钢毂节点受力性能及结构整体动力性能进行了初步探索研究。在节点受力性能方面,首先依据中心钢毂节点的构造特点建立了具有一定通用性的有限元实体分析模型,通过与节点压弯试验结果对比,验证了模型的适用性和准确性。第二,基于此模型探究了连接件抗拉刚度、节点受轴压力水平对节点转动性能的影响。第三,对受压弯作用节点进行了理论分析,提出了两系列共6种节点受力状态,并对其中两种关键受力状态——?b、??a状态下节点的反应进行了理论公式推导,通过定义节点中受力单元的极限状态得到节点整体受压弯的极限状态,并给出节点弯矩转角曲线的绘制方法。最后通过几个算例分析将理论公式计算得曲线与有限元计算曲线对比,发现符合良好,可以用于节点压弯计算。在木网壳结构整体动力性能方面,首先对木网壳空间杆系模型进行了自振特性及地震作用下反应分析。为体现出木网壳屋面板约束效应较强的特点,本文提出了加大梁宽法,该方法操作简单计算方便,能较好避免木网壳面内整体扭转趋势,从而使模型更接近工程实际。在对木网壳空间模型进行动力分析时,对比了不同屋面条件对其自振频率分布及在常遇地震作用下宏观时程反应的影响,并结合其他影响因素进行了参数化分析。之后本文对木网壳在简谐荷载下的失效机理进行了初步探索,分别进行了水平、竖向简谐荷载峰值加速度增量动力分析,发现木网壳在动力荷载下的失效模式均明显趋向于动力强度破坏,在失效破坏过程中展现出良好的延性。本文工作为完善木网壳中心钢毂节点计算提供了参考,并对单层球面木网壳动力性能进行了初步探索,为木网壳抗震设计提供了一定理论和技术支持。
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