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大跨度门式刚架结构抗连续倒塌的空间非线性分析

作　者: 叶飞
导　师: 沈小璞
学　校: 安徽建筑工业学院
专　业: 结构工程
关键词: 大跨度门式刚架结构有限元软件SAP2000 连续倒塌非线性分析
分类号: TU392.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国经济建设的蓬勃发展,极大的促进了我国制造业的快速建设,尤其轻型钢结构产业。门式刚架钢结构是轻钢结构中非常重要的一种结构体系,具有其他结构无法比拟的优势,即为建筑风格灵活,可进行大空间设计；节能效果好；材料延性好；较高的性能价格比；施工周期短等特点。在单层工业厂房、民建超级市场、展览馆、库房以及各种不同类型仓储式工业及民用建筑等都广泛的采用门式刚架结构,国内外的门式刚架结构都曾发生过不同类型、不同原因的倒塌事故,造成了重大人员伤亡和经济损失。为此,有关门式刚架的连续倒塌研究受到了研究者们的广泛关注。为了研究门式刚架结构抵御连续倒塌的性能,本文在已有的研究工作的基础上,通过有限元软件SAP2000对结构进行模拟,重点分析在不同柱失效后,剩余结构的抗连续倒塌性能,更好的为门式刚架规范的完善提供理论依据,对结构在施工和使用过程中进行针对性的加固以防止其倒塌现象有一定的实际工程意义。本文研究的具体内容如下：(1)对门式刚架进行模拟,建立空间有限元模型。采用非线性静力分析方法,对竖向荷载作用下进行竖向Pushover分析。运用拆除构件法,分析不同柱失效后剩余结构的受力性能的变化,指出是否产生连续倒塌现象,并研究在不同柱失效后各剩余结构中塑性铰的发展顺序,计算出各柱失效后结构的延性系数和梁柱的最大塑性转角。找出相对薄弱构件。(2)采用非线性动力分析方法,以拆除柱B4为例,描绘柱B4附近的梁轴力、弯矩及柱轴力的时程曲线图,找出连续倒塌的最不利构件。比较各失效点的竖向位移时程曲线图,找出各柱失效后各失效点竖向位移的变化规律。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
插图清单  10-12
附表清单  12-13
第一章绪论  13-25
  1.1 门式刚架介绍  13-15
    1.1.1 门式刚架的构造  13-14
    1.1.2 门式刚架的特点  14
    1.1.3 门式刚架的结构形式  14-15
    1.1.4 结构布置要求  15
  1.2 轻型门式刚架结构研究状况  15-16
  1.3 轻型门式刚架的倒塌现象分析  16-20
  1.4 国内外关于连续倒塌研究现状  20-22
  1.5 本文研究的意义与内容  22-25
第二章结构抗连续倒塌的基本理论方法  25-33
  2.1 各国规范关于防连续倒塌的规定  25-27
  2.2 抗连续倒塌分析方法的简介  27-29
  2.3 拆除构件法的关键步骤  29-31
    2.3.1 拆除关键构件的选择  29-30
    2.3.2 破坏标准  30
    2.3.3 破坏参数  30-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章门式刚架结构空间非线性静力分析  33-61
  3.1 非线性静力分析方法  33
  3.2 模型建立  33-39
    3.2.1 模型基本信息  34-37
    3.2.2 建模过程  37-38
    3.2.3 梁的极限承载能力计算  38-39
    3.2.4 非线性破坏模型  39
  3.3 各工况分析非线性分析  39-58
  3.4 结构抗连续倒塌能力及延性分析  58-60
  3.5 本章小结  60-61
第四章门式刚架结构空间非线性动力分析  61-71
  4.1 非线性动力分析方法  61-62
  4.2 内部中柱B4失效后内力变形过程  62-65
  4.3 各工况下塑性较的发展情况  65-69
  4.4 结构失效点变形与延性分析  69-70
  4.5 本章小结  70-71
第五章结论与展望  71-73
  5.1 结论  71-72
  5.2 展望  72-73
参考文献  73-77
致谢  77-79
作者简介及读研期间主要科研成果  79

大跨度门式刚架结构抗连续倒塌的空间非线性分析

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