發(fā)布時間：2018-09-07 17:14

【摘要】：輕型鋼結構是具有廣闊發(fā)展前景的一種結構形式,它具有重量輕,施工周期短,結構跨度大,經濟性好等優(yōu)點,應用范圍從民用到商用,從單層廠房到高層建筑,從幾米跨到百米跨。在梁式屋蓋輕鋼結構中,鋼管桁架結構越來越受到業(yè)內和業(yè)外人士的認可,并被廣泛的推廣應用。鋼管桁架結構具有造型美觀,剛度大,穩(wěn)定性好,經濟性好等特點。這種結構的所有桿件由鋼管組成,其截面為倒三角形或菱形。與網架結構相比,鋼管桁架結構無下弦縱向桿件和網架中的焊接球節(jié)點,鋼材用量較小,整體抗彎能力增加。在建筑結構形式上,鋼管桁架結構比網架結構更有優(yōu)勢。本文研究所涉及到的工程為本溪市體育館屋蓋,該屋蓋結構形式為空間鋼管桁架結構,主要由兩道縱向空間桁架式曲梁和十道橫向鋼管桁架組成,其中縱向和橫向桁架斷面分別為菱形和三角形。利用有限元分析軟件ANSYS中的APDL語言,對結構進行建模,然后分別對鋼管桁架屋蓋進行了反應譜分析、地震反應譜分析和時程分析。由于地震災害頻繁發(fā)生,對于如何進行大跨度鋼結構的抗震設計顯得尤為重要,這也使得本文中的上述分析有重要的現實意義,其結論可供工程借鑒。主要工作如下：(1)建立有限元模型,闡述了鋼管桁架結構自由振動頻率的模態(tài)分析算法和ANSYS模態(tài)分析過程。通過對自振頻率的分析,得出了該鋼管桁架自由振動的一般規(guī)律,確定了影響自由振動頻率的因素。(2)闡述了利用有限元軟件ANSYS進行譜分析的步驟,采用振型分解反應譜方法,對鋼管桁架屋蓋進行了地震作用研究,并與自重作用進行組合,得出了屋蓋的內力分布規(guī)律。(3)采用時程分析法,采用兩條天然波和一條人工波對結構的非線性動力響應進行分析,同時對特殊部位的位移—時間響應進行分析,對大跨度鋼管桁架結構的抗震設計提供了參考。
[Abstract]:Light steel structure is a kind of structure form with broad development prospect. It has the advantages of light weight, short construction period, large span of structure, good economy and so on. From a few meters to a hundred meters. In the beam roof light steel structure, the steel tube truss structure is more and more recognized by the industry and lay people, and is widely used. Steel tube truss structure has the characteristics of beautiful shape, large stiffness, good stability and good economy. All members of this structure are made up of steel tubes, the section of which is inverted triangle or diamond. Compared with the grid structure, the steel pipe truss structure has no lower chord longitudinal bar and welded ball joints in the grid frame, the steel content is smaller, and the overall bending resistance is increased. In the form of building structure, the steel tube truss structure has more advantages than the grid structure. The project involved in this paper is the roof of Benxi Gymnasium, which is composed of two longitudinal space truss curved beams and ten transverse steel tube trusses. The longitudinal and transverse truss sections are diamond and triangle respectively. Using the APDL language of finite element analysis software ANSYS, the structure is modeled, and then the response spectrum analysis, seismic response spectrum analysis and time history analysis of steel tube truss roof are carried out respectively. Due to the frequent occurrence of earthquake disasters, it is particularly important for the seismic design of long-span steel structures, which makes the above analysis in this paper have important practical significance, and its conclusions can be used for reference in engineering. The main work is as follows: (1) the finite element model is established, and the modal analysis algorithm of the free vibration frequency of steel tube truss structure and the process of ANSYS modal analysis are expounded. Through the analysis of the natural vibration frequency, the general law of the free vibration of the steel tube truss is obtained, and the factors influencing the free vibration frequency are determined. (2) the steps of spectrum analysis using the finite element software ANSYS are described, and the mode decomposition response spectrum method is adopted. The seismic action of steel tube truss roof is studied, and combined with gravity, the internal force distribution law of the roof is obtained. (3) time history analysis method is used. Two natural waves and one artificial wave are used to analyze the nonlinear dynamic response of the structure, and the displacement-time response of the special position is analyzed, which provides a reference for the seismic design of the long-span steel tube truss structure.
【學位授予單位】：沈陽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU392.3

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本文編號：2228900