基于频率的索杆张力结构构件重要性分析方法

发布时间：2017-12-08 12:07

  本文关键词：基于频率的索杆张力结构构件重要性分析方法

  更多相关文章： 索杆张力结构 构件重要性 自振频率 重要性弱化

【摘要】：索杆张力结构具有自重轻、材料利用率高且跨越能力强等特点,近年来被广泛应用于大跨度的体育场馆、会展中心等建筑中。索杆张力结构是柔性结构体系的一种,按传统的几何组成分析,该类结构通常为静定结构甚至几何可变结构,预应力刚化才使其成为稳定、可承受荷载的结构体系,因此索杆张力结构也同时具有冗余度低、易损性强的特点。为了保证结构在突发状况(如恐怖袭击、爆炸等)下的安全,准确评估结构中不同构件的重要性程度,并对其中的关键构件采取一定重要性弱化措施,改善结构鲁棒性,对该类结构具有十分重要的意义。同时由于柔性结构的特殊性,刚性结构的构件重要性分析方法对柔性结构并不完全适用,本文针对索杆张力结构采用了以结构自振频率为切入点的构件重要性研究思路。首先,本文在参考大量文献的基础上,概述了索杆张力结构的特点及工程应用情况,总结了国内外构件重要性研究方法的优、缺点及适用范围,基于柔性结构特点采用了以结构自振频率为切入点的构件重要性分析思路。其次,引述了前人的研究成果,并对其中与本研究相关的内容进行了重点阐述,主要是关于索杆张力结构各阶圆频率与结构刚度投影值之间关系的描述。然后,本文推导了基于结构自振频率的构件重要性系数计算公式,该公式以构件损伤后结构自振频率的下降率作为构件的重要性评价指标,同时由于“概念移除”法用于柔性结构构件重要性分析的局限性,本文引用了刚度折减的概念,避免了直接“移除”构件而导致的计算不收敛。接着,通过索网结构、索穹顶结构和塔式张拉整体结构三个计算算例验证了该公式的适用性及合理性。最后,本文结合一个车辐式大跨度张拉结构工程,分析了该结构的自振特性,研究了预应力度对结构自振频率的影响;利用本文公式对该结构进行了构件重要性分析,指出环索为该结构中的关键构件;运用关键构件重要性弱化的概念,通过分索法对环索进行了重要性弱化,并且评估了重要性弱化效果。计算结果表明分索法能够有效降低关键构件的重要性程度,同时本文提出的构件重要性定量计算公式能够对分索效果进行有效评估,在工程中可为确定分索的根数提供参考。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU399

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周一一;陈联盟;;浅谈张拉整体结构发展的历史与趋势[J];空间结构;2013年04期

2 张沛;冯健;;张拉整体结构的稳定性判定及刚度分析[J];土木工程学报;2013年10期

3 张勤;龙丹冰;刘西拉;;索穹顶结构几何拓扑布置的合理性[J];四川建筑科学研究;2013年02期

4 张国军;葛家琪;王树;张爱林;王文胜;王明珠;许可冉;;内蒙古伊旗全民健身体育中心索穹顶结构体系设计研究[J];建筑结构学报;2012年04期

5 胡正平;李婷;赵楠;李蕊;;中国(太原)煤炭交易中心:展览中心结构设计[J];建筑结构;2011年09期

6 何键;袁行飞;金波;;索穹顶结构局部断索分析[J];振动与冲击;2010年11期

7 ;德国斯图加特梅赛德斯-奔驰体育场[J];城市建筑;2010年11期

8 曹晖;林秀萍;;结构损伤识别中噪声的模拟[J];振动与冲击;2010年05期

9 叶列平;林旭川;曲哲;陆新征;潘鹏;;基于广义结构刚度的构件重要性评价方法[J];建筑科学与工程学报;2010年01期

10 朱昊梁;孙文波;耿艳丽;赵冉;陈伟;;深圳宝安体育场屋盖索膜结构设计[J];钢结构;2009年10期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 史秋侠;朱智锋;裴敬;;无锡太湖国际高科技园区科技交流中心钢屋盖索穹顶结构设计[A];建筑结构（2009·增刊）——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年

2 孙文波;王剑文;;佛山世纪莲体育场大跨度索膜结构的风振响应分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 陈志华;;索结构在建筑领域的应用与发展(一)[N];中国建设报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 夏巨伟;索杆张力结构的预张力偏差和刚度解析[D];浙江大学;2014年

2 赵冉;张拉索膜结构的膜褶皱与索系失效研究[D];华南理工大学;2011年

3 张丽梅;非完全对称Geiger索穹顶结构特征与分析理论研究[D];上海交通大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 张勤;索穹顶结构几何拓扑布置的合理性[D];上海交通大学;2012年

2 禹玉祥;索穹顶结构的初始预应力分析和极限承载力研究[D];南京理工大学;2012年

3 林旭川;基于系统方法的RC框架结构抗震性能优化设计[D];清华大学;2009年

4 赵建波;连续折线索单元的理论分析及张拉整体塔结构试验研究[D];天津大学;2006年

，

本文编号：1266314