单层球面网壳支座减震研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kongxiaojuan
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网壳结构是一种应用广泛的大跨空间结构,并且随着我国经济建设的发展,网壳结构正逐步向大型化发展。网壳结构通常阻尼比较小,对地震作用等动力荷载比较敏感,有可能产生较大的位移和内力,影响到结构的正常使用及安全。因此,控制结构的振动响应,对大跨空间网壳结构显得尤为重要。结构振动控制是由控制机构和结构共同承受地震作用、共同储存和消耗地震能量,以协调和减轻结构的反应。本文通过分别设置减震弹性支座和弹性阻尼支座的方式对单层球面网壳结构进行振动控制,具体研究内容如下:首先,深入分析了减震结构的自振特性,阐述了单层球面网壳结构的减震控制原理。对于常用的单层球面网壳以算例的形式分别对结构的自振周期和结构振型进行了系统的分析,结合对结构在有控和无控状态下自振特性的分析,阐述了由于自振特性的改变所导致的减震原理。其次,对单层球面网壳结构进行了全面系统的减震研究。通过大量算例,计算了网壳结构在频遇地震作用下的减震支座的最大水平位移、最大支座反力和最大杆件内力。通过改变支座的刚度和阻尼系数,比较了两种减震方案的减震效果。第三,提出了在网壳结构减震分析中进行局部加强的方法。在支座减震分析过程中,大量算例表明:随着减震支座刚度的降低,结构的减震效果将越来越明显,然而,结构安全度却随之下降,二者是相互矛盾的。为了解决此矛盾,本文提出了通过设置加强环的方法,即加大网壳结构的最外一环或两环环杆的杆件截面,达到提高结构整体安全度并获得良好的减震效果的目的。第四,对局部加强后的网壳结构进行了静力稳定性分析和支座减震分析。通过算例比较了进行局部加强前后网壳结构的安全度和对结构的减震效果,系统地分析了局部加强环杆件截面、局部加强环的环数对减震结构安全度的影响。最后,结合大量算例,本文对减震结构在实际工程中的应用提出了初步建议,其中包括支座刚度、支座阻尼的选取,以及局部加强环的设计等等。
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