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拱形波纹钢屋盖若干问题的研究

作　者: 王世英
导　师: 王小平
学　校: 武汉理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 拱形波纹钢屋盖 ABAQUS 有限元分析支座不等高高拱浅拱极限承载力下部结构柱水平抗侧移刚度
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 63次
引　用: 3次
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内容摘要

拱形波纹钢屋盖(简称波纹拱)是一种新型的空间钢结构，具有造价低廉、施工速度快、造型灵活美观、施工机动、环境噪声污染小等优点，在我国得到了广泛的应用。根据所查文献，有关波纹拱的试验和理论研究主要集中在简化计算方法、静载作用下结构的承载能力以及结构的动力特性等方面。该结构设计和施工规程已于2004年编制完成。尽管如此，在实际工程中时常遇到特殊形式的波纹拱，如支座不等高、高(浅)拱等。由于设计规程没有明确的规定，相关的研究几乎没有，其受力性能尚不得而知；另外，在设计波纹拱下部结构柱时，如何考虑波纹拱对柱顶支承刚度也是困扰工程界的一个问题。本文以MMR-238型波纹拱为研究对象，采用ABAQUS有限元软件，建立了波纹拱的有限元分析模型，对上述特殊波纹拱的承载力及下部结构柱水平抗侧移刚度等问题进行了一系列分析，为工程应用提供方便。本文研究的具体工作如下： 1、支座不等高拱形波纹钢屋盖承载力的研究。选取18m、24m和30m三种跨度矢跨比分别为0.20和0.25的支座不等高波纹拱为研究对象，分析了在不同竖向荷载下结构的变形和极限承载力，并与等跨度支座等高波纹拱进行比较。 2、高(浅)拱形波纹钢屋盖承载力的研究。选取18m、24m和30m三种跨度矢跨比分别为0.10、0.15的浅拱和矢跨比为0.35、0.40、0.45的高拱为研究对象，分析了在不同竖向荷载下结构的变形和极限承载力，并与矢跨比为0.25的波纹拱进行比较。 3、拱形波纹钢屋盖对下部结构柱水平抗侧移刚度影响的研究。选取波纹拱和下部结构柱为研究对象，分析波纹拱对下部结构柱水平抗侧移刚度是否产生影响，并讨论下部结构柱按照悬臂构件设计的合理性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-15
  1.1 前言  8-9
  1.2 拱形波纹钢屋盖结构的成型  9-10
  1.3 拱形波纹钢屋盖国内外研究进展综述  10-13
    1.3.1 国外研究现状  10-11
    1.3.2 国内研究现状  11-13
    1.3.3 存在的问题  13
  1.4 本文的研究工作  13-15
第2章拱形波纹钢屋盖有限元模型的建立  15-23
  2.1 有限元软件ABAQUS简介  15
  2.2 拱形波纹钢屋盖有限元模型的建立  15-21
    2.2.1 单元类型  15-16
    2.2.2 材料性质  16-18
    2.2.3 荷载和边界条件  18-19
    2.2.4 模型网格的划分及分析方法  19-21
  2.3 建模方法可行性的验证  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章支座不等高拱形波纹钢屋盖在竖向荷载作用下的承载力研究  23-33
  3.1 引言  23
  3.2 研究对象  23-25
  3.3 支座不等高波纹拱的变形及破坏模态  25-27
    3.3.1 变形分析  25-26
    3.3.2 破坏模态  26-27
  3.4 支座不等高对波纹拱极限承载力的影响  27-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章高、浅拱形波纹钢屋盖在竖向荷载作用下的承载力研究  33-42
  4.1 引言  33
  4.2 研究对象  33-34
  4.3 高、浅波纹拱的变形及破坏模态  34-38
    4.3.1 变形分析  34-37
    4.3.2 破坏模态  37-38
  4.4 高、浅波纹拱极限承载力  38-41
    4.4.1 极限承载力数值比较  38-39
    4.4.2 极限承载力变化规律  39-41
  4.5 本章小结  41-42
第5章拱形波纹钢屋盖对下部结构柱刚度影响  42-50
  5.1 引言  42
  5.2 研究对象  42-44
    5.2.1 波纹拱下部结构形式  42
    5.2.2 研究对象  42-43
    5.2.3 有限元模型  43-44
  5.3 下部结构柱的抗侧移刚度  44-49
    5.3.1 水平荷载作用下结构的变形模态  45-46
    5.3.2 柱顶水平位移曲线  46-48
    5.3.3 波纹拱对下部结构柱抗侧移刚度的影响  48-49
  5.4 小结  49-50
第6章结论和建议  50-52
  6.1 结论  50
  6.2 建议  50-52
参考文献  52-55
攻读硕士期间公开发表的论文  55-56
致谢  56

拱形波纹钢屋盖若干问题的研究

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