90m跨距形鋼管拱桁架的彈塑性動(dòng)力分析.pdf

1、大跨度結(jié)構(gòu)在地震中扮演著災(zāi)民避難所的角色。而且，鋼管拱桁架因其很多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于展覽館、體育館等大型公共建筑。如何在設(shè)計(jì)和施工階段使它們具有足夠的抗震能力和合理的安全度，是各國工程界、學(xué)術(shù)界都十分關(guān)心的題。
　　 本文采用數(shù)值分析方法，利用有限元分析軟件SAP2000，對(duì)90m跨度的矩形截面拱桁架進(jìn)行了地震作用下的彈塑性動(dòng)力分析。分析中同時(shí)考慮了材料和幾何雙重非線性效應(yīng)。研究了地震波的選取，輸入方向及矢跨比等因素的影響并進(jìn)行了

2、比較，本文進(jìn)行了以下工作：
　　 1)結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈塑性動(dòng)力響應(yīng)分析
　　 本文建立有限元模型，采用對(duì)矩形截面的90m跨度的拱桁架，通過沿X向，Z向及XZ向輸入地震波，然后逐漸地增大加速度峰值[1]，對(duì)每次加速度峰值進(jìn)行地震時(shí)程分析，并記錄其特征響應(yīng)。以此得出拱桁架動(dòng)力響應(yīng)隨加速度峰值的變化規(guī)律，并進(jìn)一步研究分析該結(jié)構(gòu)的抗震性能。
　　 2)本文從兩個(gè)方面對(duì)拱桁架進(jìn)行了研究，一種是在矢跨比為0.25的情況下

3、，輸入三種不同的地震波對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究比較；另外一種是在寧河波的情況下，對(duì)七種矢跨比的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究比較。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 (1)矢跨比不同時(shí)，當(dāng)從X向輸入地震波時(shí)，隨著矢跨比的增大，結(jié)構(gòu)的臨界荷載值逐漸減??；當(dāng)從Z向輸入地震波時(shí)，隨著矢跨比的增大，臨界荷載值逐漸增大；當(dāng)從XZ向輸入地震波時(shí)，隨著矢跨比的增大，臨界荷載值逐漸減小。
　　 (2)當(dāng)從X向、Z向、XZ向分別輸入三種不同的地震波時(shí)，LWD波

4、的臨界荷載值最大，上海人工波的臨界荷載值最小。
　　 (3)當(dāng)從不同方向?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行地震波的輸入時(shí)，不論是地震波的不同，還是矢跨比的不同，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)，拱桁架的破壞位置多發(fā)生在拱腳，跨中，1/4跨及3/4跨處。
　　 (4)從桿件的塑性發(fā)展程度情況來看，當(dāng)從Z向輸入地震波時(shí)，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸關(guān)于中心對(duì)稱。另外，無論從哪個(gè)方向輸入地震波，結(jié)構(gòu)破壞前一刻出現(xiàn)的塑性鉸數(shù)量都不是很多，說明結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)塑性發(fā)展程度不是很深入，大