论文部分内容阅读
干煤棚作为储存煤炭的大型库房,需要超大跨度的空间来满足储存和作业空间的要求。当干煤棚结构设计超过一定跨度(200m)时,常规类型结构的干煤棚存在承载力不足、稳定性差、抗震性能差等弊端。因此,合理选择超大跨度空间干煤棚结构型式已成为影响其发展的重要因素。地震作用具有复杂的响应,当结构跨度非常大时(超过200m),地震波通过不同路径到达地面支撑点的振幅和相位会发生变化,行波效应对结构的影响不能被忽略。超大跨度干煤棚结构一旦发生倒塌,会带来巨大的经济损失,严重威胁人类性命,因此,研究超大跨度的空间干煤棚新型结构的行波效应具有重要意义。综合对比超大跨度空间结构新型式的优缺点,提出了超大跨度巨型网格-预应力煤棚屋盖结构,并确定出使结构强度更高、稳定性更好、经济最优的矢跨比和初始预应力等参数,利用ANSYS软件建立超大跨度巨型网格-预应力结构有限元模型。具体工作包括以下几方面:明确超大跨度空间钢结构选型因素,并依据方案对比法和结构优化法设计跨度为300m的超大跨度空间钢结构型式,提出了超大跨度巨型网格-预应力结构;将该结构和圆柱面巨型网格结构进行对比,证明超大跨度巨型网格-预应力结构型式的优越性;对超大跨度巨型网格-预应力结构的矢跨比、网格尺寸和初始预应力等参数进行分析并合理进行选择;利用有限元软件ANSYS建立超大跨度巨型网格-预应力结构模型;以用钢量最小为目标并控制强度稳定性条件,利用满应力准则对该结构的杆件截面积进行优化。最终设计出经济可靠、强度好、稳定性高的超大跨空间钢结构,为超大跨空间钢结构的设计提供依据。通过改变视波速、结构位置和网格尺寸对超大跨度巨型网格-预应力结构的行波效应进行具体研究,得出该结构受到行波效应影响规律,找出该结构受行波效应最不利位置,并为实际设计中超大跨度巨型网格-预应力结构考虑行波效应时网格尺寸的选择提供了依据,通过与相近型式结构的行波效应影响因子对比分析,证明超大跨度巨型网格-预应力结构在抵抗行波效应方面具有一定的优势。本文研究表明:考虑多点多维地震波输入更加符合实际情况;在大多数情况下,视波速减小,结构受行波效应影响内力改变越明显,挠度基本上成增大趋势;结构横向大网格受到行波效应影响较大,纵向受到行波效应影响较小;超大跨度巨型网格-预应力结构设计时,在合理的网格尺寸选择中尽量使用较小尺寸的网格,为实际设计中结构考虑行波效应时网格尺寸选择提供了依据。该论文有图36幅,表24个,参考文献53篇。