本文關鍵詞：國家會展中心大型復雜鋼結構選型分析與力學性能研究

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【摘要】：空間結構形式豐富,不同的結構體系有不同的特點,在建筑造型實現(xiàn)、受力性能及經濟效益等方面也有很大差異。本文以國家會展中心鋼結構工程作為背景工程,對國家會展中心展覽大廳、中央入口大廳及入口大廳幕墻結構的選型與結構布置進行了綜合詳細的介紹,主要運用MIDAS Gen有限元軟件對不同結構體系的力學性能和特點進行了研究。本文對國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構特點和荷載取值進行了詳細分析介紹,考慮了140種荷載組合,對凹形四弦桁架結構進行了詳細的靜、動力特性及地震作用參與組合下的結構內力分析,得到了結構桿件的內力分布情況、位移大小、凹形四弦桁架結構的剛度分布及人字柱柱腳支座受力特點。同時針對國家會展中心展覽大廳進行了結構方案比選,在柱子形式及約束等一致的前提下,針對屋蓋結構分別進行了V形四弦桁架與弦支V形四弦桁架的對比分析,平板網架、雙坡網架與弦支網架的對比分析,以及不同結構體系與凹形四弦桁架結構體系的對比分析,得出不同結構體系的受力特點及經濟效益上的優(yōu)缺點。本文對國家會展中心中央入口大廳幕墻拉桿桁架結構體系的特點進行了詳細介紹,建立有限元模型,進行了考慮自重、風、溫度及地震作用下的承載力極限狀態(tài)分析、正常使用極限狀態(tài)分析及結構自振特性分析,得到了結構受力特點及薄弱部位,并給出了幕墻結構的各階頻率及對應振型。本文對國家會展中心中央入口大廳樹狀結構體系結構特點和參數(shù)取值進行了詳細介紹,考慮了92種荷載組合,通過對樹狀結構的受力、變形、自振特性及地震作用參與組合下的內力分析,得到樹狀結構的內力分布、變形特點及各階頻率及對應振型。又通過與森林結構體系的對比分析,得到樹狀結構與森林結構受力方面的各自的特點,結果顯示森林結構體系相對于樹狀結構體系整體剛度更大、協(xié)同受力更優(yōu)、支座受力更加均勻。
【關鍵詞】：凹形四弦桁架 弦支結構 結構選型 樹狀結構 森林結構
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU391
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 空間結構概述10-16
• 1.1.1 空間結構的特點與分類10-11
• 1.1.2 桁架結構體系的特點與分類11-12
• 1.1.3 張弦結構體系的特點與分類12-13
• 1.1.4 張弦結構的工程應用介紹13-16
• 1.2 樹狀結構概述16-20
• 1.2.1 樹狀結構的發(fā)展與研究16-17
• 1.2.2 樹狀結構的工程應用17-20
• 1.3 會展中心工程結構選型介紹20-23
• 1.4 工程背景23-24
• 1.4.1 國家會展中心大型復雜鋼結構概述23
• 1.4.2 國家會展中心大型復雜鋼結構工程特點23-24
• 1.5 研究內容24-26
• 第二章 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構力學性能研究26-44
• 2.1 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構特點與模型建立26-29
• 2.1.1 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構特點26-28
• 2.1.2 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構模型的建立28-29
• 2.2 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架荷載分析與計算29-33
• 2.3 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構力學性能分析33-37
• 2.3.3 地震作用不參與荷載組合的應力分析結果33-34
• 2.3.4 不同支座約束條件下人字柱支座反力分析34-37
• 2.4 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構變形分析37-39
• 2.5 國家會展中心展覽大廳凹形四弦桁架結構地震反應分析39-43
• 2.5.1 國家會展中心凹形四弦桁架結構自振特性分析39-41
• 2.5.2 多遇地震下的振型分解反應譜分析及抗震截面驗算41-43
• 2.6 本章小結43-44
• 第三章 國家會展中心展覽大廳不同結構體系對比分析44-57
• 3.1 國家會展中心展覽大廳V形四弦桁架與弦支V形四弦桁架結構對比研究44-49
• 3.1.1 V形四弦桁架與弦支V形四弦桁架特點44-45
• 3.1.2 V形四弦桁架與弦支V形四弦桁架模型的建立45-46
• 3.1.3 V形四弦桁架與弦支V形四弦桁架力學性能對比分析46-49
• 3.2 國家會展中心展覽大廳網架結構體系及弦支網架結構對比分析49-53
• 3.2.1 網架結構與弦支網架結構模型的建立49-50
• 3.2.2 網架與弦支網架力學性能對比分析50-53
• 3.3 國家會展中心展覽大廳不同結構體系用鋼量對比分析53-55
• 3.3.1 國家會展中心展覽大廳不同結構體系用鋼量對比概述53-54
• 3.3.2 國家會展中心展覽大廳不同結構體系用鋼量對比分析54-55
• 3.4 本章小結55-57
• 第四章 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構設計與分析57-68
• 4.1 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構概況57-59
• 4.1.1 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構模型的建立57-58
• 4.1.2 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構荷載的分析與計算58-59
• 4.2 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構應力及變形分析59-61
• 4.2.1 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構內力分析59-60
• 4.2.2 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構變形分析60-61
• 4.3 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構支座反力分析61-65
• 4.4 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構抗震性能分析65-66
• 4.4.1 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構自振特性分析65
• 4.4.2 國家會展中心中央入口大廳幕墻結構振型分析65-66
• 4.5 本章小結66-68
• 第五章 國家會展中心中央入口大廳樹狀結構設計與分析68-86
• 5.1 樹狀結構研究現(xiàn)狀68-69
• 5.2 國家會展中心入口大廳樹狀結構設計與分析69-78
• 5.2.1 國家會展中心入口大廳樹狀結構概況69-70
• 5.2.2 國家會展中心入口大廳樹狀結構模型的建立70-72
• 5.2.3 國家會展中心入口大廳樹狀結構荷載分析與計算72-74
• 5.2.4 國家會展中心入口大廳樹狀結構受力性能分析74-78
• 5.3 國家會展中心入口大廳森林結構體系與樹狀結構體系對比分析78-84
• 5.3.1 森林結構模型的建立78-79
• 5.3.2 森林結構與樹狀結構力學性能對比分析79-80
• 5.3.3 森林結構與樹狀結構體系自振特性對比分析80-82
• 5.3.4 森林結構與樹狀結構體系支座反力對比分析82-84
• 5.4 本章小結84-86
• 第六章 結論與展望86-89
• 6.1 結論86-87
• 6.2 展望87-89
• 參考文獻89-95
• 表論文和科研情況說明95-96
• 致謝96-97

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本文編號：571197