大跨鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)性能及其安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、鋁合金材料因其質(zhì)輕、耐腐蝕、易加工的性能，且其外形美觀，結(jié)構(gòu)輕盈，因此鋁合金開(kāi)始廣泛的應(yīng)用于建筑工程中。雖然近年來(lái)鋁合金結(jié)構(gòu)不斷增多，但是由于其獨(dú)特的材料屬性，在超大跨結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用并不多見(jiàn)。本文以南京牛首山佛頂宮大穹頂為工程背景，通過(guò)ANSYS分析了鋁合金單層網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)性能，根據(jù)該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及有限元分析結(jié)果設(shè)計(jì)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，研究鋁合金結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，同時(shí)，結(jié)合數(shù)學(xué)方法，揭示了該類結(jié)構(gòu)正常使用期間的結(jié)構(gòu)性能與溫度的關(guān)系，為該類結(jié)構(gòu)的設(shè)

2、計(jì)和監(jiān)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。
　　本研究首先根據(jù)鋁合金結(jié)構(gòu)的有限元分析準(zhǔn)則建立ANSYS有限元模型，對(duì)其進(jìn)行靜動(dòng)力性能分析，考慮溫度作用是否參與組合兩種工況，研究大跨鋁合金單層網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)位移、桿件應(yīng)力、自振頻率和振型。其次，根據(jù)ANSYS有限元分析結(jié)果，確定位移較大的節(jié)點(diǎn)，應(yīng)力較大的桿件和振幅較大的節(jié)點(diǎn)，根據(jù)提出的無(wú)屋面式大跨鋁合金單層網(wǎng)殼的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)正常使用期間的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和有限元分析，確定監(jiān)測(cè)內(nèi)容，

3、選取測(cè)試儀器和監(jiān)測(cè)桿件，設(shè)計(jì)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方案，采用合理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，構(gòu)成大跨鋁合金單層網(wǎng)殼正常使用期間的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。第三，采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析結(jié)構(gòu)變形、桿件應(yīng)力和結(jié)構(gòu)頻率隨溫度變化的規(guī)律?；诒O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)程，總結(jié)桿件應(yīng)力的變化規(guī)律，提出采用均勻溫度場(chǎng)消除溫度應(yīng)力的方法，分析單點(diǎn)測(cè)試的局限性，為今后大跨鋁合金結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供參考。第四，為消除溫度場(chǎng)的影響，采用夜間同一溫度下的監(jiān)測(cè)應(yīng)力與ANSYS有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果表明