碳纖維索穹頂結(jié)構(gòu)抗震性能及設(shè)計(jì)研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性好、耐疲勞性能優(yōu)良和可設(shè)計(jì)性能良好的特點(diǎn)，還具有絕緣、隔熱及透電磁波等特性，符合國(guó)家“十二五規(guī)劃”所提倡的“綠色節(jié)能環(huán)?！钡慕ㄖ牧弦蟆?br>　　索穹頂結(jié)構(gòu)是一種受力合理、結(jié)構(gòu)效率高的張拉整體結(jié)構(gòu)體系，若將CFRP材料與索穹頂結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成碳纖維索穹頂結(jié)構(gòu)，會(huì)大大優(yōu)化結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，同時(shí)可以跨越更大的跨度。本文在跨徑為120m的Geiger-鋼索穹頂?shù)幕A(chǔ)上，結(jié)合CFRP材料的特性

2、，設(shè)計(jì)了與之剛度相近的Geiger型CFRP索穹頂，然后以與Geiger-CFRP索穹頂重量相等為目標(biāo)設(shè)計(jì)了Levy型CFRP索穹項(xiàng)。后面系統(tǒng)研究了CFRP索穹頂?shù)膭?dòng)力特性以及抗震性能，同時(shí)也進(jìn)行了與傳統(tǒng)的鋼索穹項(xiàng)的對(duì)比研究，具體內(nèi)容為:
　　運(yùn)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的基本理論和分塊蘭索斯法對(duì)Geiger-鋼索穹頂、Geiger-CFRP索穹頂和Levy-CFRP索穹頂進(jìn)行了模態(tài)分析，分別比較Geiger-CFRP索穹頂與Geiger-鋼

3、索穹頂，Levy-CFRP索穹頂與Geiger-CFRP索穹頂?shù)念l率與振型的異同，并討論了初始預(yù)張力水平和桿件截面面積對(duì)上述三個(gè)結(jié)構(gòu)的影響程度。
　　在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，計(jì)入結(jié)構(gòu)的幾何剛度，對(duì)上述三個(gè)索穹項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了反應(yīng)譜分析，研究在單向和多向地震作用下，Geiger-CFRP索穹頂和Geiger-鋼索穹項(xiàng)以及Levy-CFRP索穹頂和Geiger-CFRP索穹頂動(dòng)位移和動(dòng)內(nèi)力響應(yīng)的異同。
　　同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、幾何