悬挑桁架式体育场挑篷力学性能与形状参数研究

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近年来,全国各地建设了大量体育场馆,体育场挑篷的形式也复杂多样。本文选用体育场挑篷结构中最为常见的悬挑式桁架结构作为研究对象,研究挑篷结构形状参数的变化对该类体育场挑篷结构的力学性能影响,以期确定合理的参数取值范围,并对该类结构的设计提供借鉴。本文的主要内容如下:  首先,结合此类体育场挑篷结构的多项实际工程,归纳体育场挑篷形状尺寸和影响其受力性能的参数,并根据覆盖范围,将体育场挑篷分为了覆盖主席台、覆盖高层看台和覆盖环形看台三类。根据这些条件,建立具有代表性的挑篷结构模型。  其次,基于矢跨比h/l、仰角θ、高挑比H1/L等形状参数,分别对三类计算模型进行了竖向荷载作用下的静力分析,归纳了结构静力响应随各参数的变化规律,给出了各参数合适的取值范围,并对三类结构的静力性能进行了对比分析。  再次,利用静力分析时的计算模型,对其进行模态分析和振型分解反应谱法抗震分析,总结归纳了参数变化对结构自振特性和地震响应的影响规律,给出各参数的合适取值范围,并对三类结构抗震性能进行了比较分析。  最后,参考各参数的建议取值范围,优化设计了拉萨体育场挑篷结构,对比分析了原设计和优化后模型的各项设计指标及力学性能。  通过以上工作,总结了体育场挑篷中悬挑式桁架结构的力学性能,提出了合理的形状尺寸参数取值范围,对体育场的建筑与结构选型具有很好的理论意义和工程实践价值,可供此类结构工程设计参考,并为进一步的形状优化研究奠定理论基础。
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