鋼管桁架屋蓋結構的靜動力性能研究.pdf

1、鋼管桁架結構作為一一種典型的空間結構體系，由于其具有較好的力學特性，在實際工程中已得到廣泛應用，其受力性能的研究也日益受到重視。本文以實際工程中某體育館的鋼管桁架屋蓋結構為研究對象，對其靜動力性能進行研究。主要內容如下： 1．考慮不同的荷載工況組合，采用ANSYS有限元軟件對屋蓋結構進行計算，得到了結構桿件的內力分布及桁架的節(jié)點位移，從而了解其靜力性能。 2．鑒于方鋼管立體桁架剛度較大的特點，為了使結構更為經濟合理，本文

2、利用參數(shù)化設計語言(APDL)對其進行優(yōu)化設計；以構件強度、剛度、穩(wěn)定性及立體桁架的整體撓度等為約束條件，以桁架結構的總質量最小為目標函數(shù)，經過優(yōu)化迭代得到合理的構件截面尺寸，并比較分析了優(yōu)化前后的結構桿件的受力性能。對于采用圓鋼管截面的桁架桿件，基于壓桿的穩(wěn)定性理論，提出了用于圓鋼管軸壓構件截面設計的直接計算方法。 3．在靜力分析的基礎上，采用ANSYS有限元軟件，通過線性屈曲、幾何非線性屈曲及彈塑性雙重非線性分析，對拱桁架結

3、構的穩(wěn)定性及極限承載力進行探討，得到了拱桁架結構的荷載一位移全過程變化曲線，并考慮了初始幾何缺陷、拱桁架支座支承剛度等參數(shù)的影響。同時，計算得到了立體桁架的極限承載力，并對其跨中截面的節(jié)點位移一荷載關系進行分析。 4．拱桁架與立體桁架之間的連接方式分別采用鉸接和剛接，對該鋼桁架屋蓋結構進行模態(tài)分析，得到結構的自振頻率及振型，并采用振型分解反應譜法對屋蓋結構的抗震性能進行了研究。結果表明，頻率分布較為密集，在抗震設計時需考慮高階振