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网架结构抗连续倒塌性能的试验研究与理论分析

作　者: 钟丽媛
导　师: 熊进刚
学　校: 南昌大学
专　业: 结构工程
关键词: 网架结构连续倒塌试验研究关键杆件
分类号: TU317
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 113次
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内容摘要

数次重大的建筑结构连续倒塌事件带来了极其严重的生命财产损失,也给工程界敲响了警钟,怎样有效地去保证当遭遇偶然荷载作用时结构或构件具有足够的抗连续倒塌能力已是一项亟需解决的难题。目前就建筑结构连续倒塌的研究还主要集中于框架结构,涉及到网架结构的并不多,更鲜有此方面的试验研究。本文设计、制作了一个跨度为1.25m,5×5网格、每个网格的尺寸为0.25m×0.25m、高度为0.175m的四角锥体网架结构模型,以重物加载的试验方法,模拟网架结构支座处受力最大的腹杆失效后,结构其余杆件受力变化及结构的连续倒塌全过程。主要研究内容如下：①网架结构连续倒塌试验方法的分析。分析何种试验方法才能较全面且准确地反映出网架结构连续倒塌的全过程。②网架结构连续倒塌性能的试验研究。设计、制作一个网架结构模型,进行网架结构的连续倒塌试验,研究在网架结构支座处受力最大的腹杆失效后,结构其余杆件受力变化及结构的连续倒塌全过程。③网架结构连续倒塌性能的分析。分析试验模型的荷载—应变曲线及荷载—位移曲线,结构破坏机制等。④采用有限元软件ansys对试验模型进行分析,验证试验结果,提出判定关键杆件的方法。模拟分析优化设计的网架,得出其支座处的腹杆及下弦杆为关键杆件。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-23
  1.1 国内外网架连续倒塌事件  8-10
    1.1.1 美国哈特福特中心体育馆  8-9
    1.1.2 内蒙古新丰热电厂  9-10
    1.1.3 雪灾造成的大量网架倒塌事故  10
  1.2 研究目的与意义  10-11
  1.3 连续性倒塌的定义  11-12
  1.4 连续性倒塌国内外的研究现状  12-19
    1.4.1 研究现状  12-14
    1.4.2 国外相关规范  14-17
    1.4.3 国内规范  17-19
  1.5 抗连续性倒塌的主要设计与分析方法  19-21
    1.5.1 抗连续性倒塌的设计方法  19-20
    1.5.2 抗连续性倒塌的分析方法  20-21
  1.6 研究的主要内容  21-23
第2章网架结构抗连续倒塌试验方法研究  23-32
  2.1 模型试验的必要性  23
  2.2 连续倒塌试验方法探讨  23-27
    2.2.1 倒塌试验的先例  23-24
    2.2.2 拆除构件法  24-26
    2.2.3 失效构件的模拟  26-27
    2.2.4 结构冗余特性的比较  27
  2.3 加载方案  27-28
  2.4 结构倒塌类型  28-29
  2.5 网架压杆的屈曲问题  29-30
  2.6 连续倒塌判定准则  30
  2.7 本章小结  30-32
第3章空间网架结构抗连续倒塌试验模型设计与制作  32-39
  3.1 试验模型的设计  32-35
  3.2 试验模型的制作  35-38
    3.2.1 粘贴应变片工作  35-37
    3.2.2 网架模型的支承条件  37-38
    3.2.3 应变测试原理和采集设备  38
  3.3 本章小结  38-39
第4章网架结构抗连续倒塌性能的试验研究  39-48
  4.1 试验目的和内容  39
    4.1.1 试验目的  39
    4.1.2 试验内容  39
  4.2 观测内容和试验仪器  39-40
    4.2.1 观测内容  39-40
    4.2.2 试验仪器  40
  4.3 测点布置  40-42
  4.4 试验过程  42-43
  4.5 试验结果的分析处理及结论  43-47
    4.5.1 荷载—应变关系  43-45
    4.5.2 荷载—位移关系  45-46
    4.5.3 试验结论  46-47
  4.6 本章小结  47-48
第5章网架结构抗连续倒塌性能的理论分析  48-56
  5.1 ansys软件的简介  48-49
    5.1.1 单元的选取  48-49
    5.1.2 ansys软件的基本操作流程  49
  5.2 试验网架分析  49-55
    5.2.1 网架支座处腹杆失效前后应力变化分析  50-52
    5.2.2 网架支座处腹杆失效前后位移变化分析  52-55
  5.3 本章小结  55-56
第6章关键杆件的评估方法  56-64
  6.1 评估关键杆件的意义  56-60
    6.1.1 关键杆件常用的评估方法  56-57
    6.1.2 计算公式  57-58
    6.1.3 软件模拟  58-60
  6.2 优化设计网架的关键杆件分析  60-63
  6.3 本章小结  63-64
第7章结论与展望  64-66
  7.1 本文主要结论  64
  7.2 今后的研究工作  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-71

网架结构抗连续倒塌性能的试验研究与理论分析

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