| 【中文题名】 | 兰州铁路局采石段轨枕厂房轻钢结构的抗震分析与设计 |
| 【英文题名】 | Aseismic Analysis and Design of Lightweight Steel Structure of sleeper workshop for Lanzhou Railway Bureau Quarrying Segment |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2002-10-17 |
| 【中关键词】 | 轻型钢结构,有限元法,动力特性,抗震性能,反应谱法,时间历程加速法 |
| 【英关键词】 | lightweight steel structure,finite element method,dynamic characteristic,anti-seismic capability,response spectra,time history acceleration method, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>金属结构>各类钢结构>轻钢结构 |
| 【论文摘要】 |
本文介绍了轻型钢结构发展的现状、特点和主要结构形式，同时也对轻型钢结构厂房的设计理论和方法进行了总结。运用有限元方法、结构动力学理论和国际上通用的结构计算分析软件ANSYS，对兰州铁路局采石段轨枕车间厂房轻钢结构在各种荷载组合下的静承载能力、动力特性和抗震性能进行了分析研究。
在对结构静力分析计算当中，根据规范考虑了各种不利的荷载组合，对其中三种最不利的荷载，组成6种荷载工况分别对结构的静力进行了计算，得到了结构构件的变形和内力，其结果都能满足设计要求，体现了强柱弱梁的设计原则。
对轻钢厂房结构的单跨和整体结构进行了动力特性计算分析，结果表明平面外刚度对动力特性的影响非常显著，在空间结构模型分析中吊车质量对结构的影响并未比平面单跨情况下来得明显。同时采用振型分解反应谱法和时间历程加速度法分别对整体厂房结构进行了抗震分析和验算，计算结果表明：在不同烈度下结构的地震响应都不显著，结构的构件是安全的，同时也说明了轻钢结构是有良好的抗震性能。 |
| 【论文题纲】 |
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§1 概述 |
10-16 |
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§1．1 轻型钢结构发展现状 |
10-11 |
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§1．2 轻型钢结构厂房的特点 |
11 |
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§1．3 轻型钢结构厂房的结构形式 |
11-13 |
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§1．3．1 国外轻型钢结构厂房的结构形式 |
11-12 |
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§1．3．2 我国轻型钢结构厂房的结构形式 |
12-13 |
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§1．4 门式刚架 |
13-14 |
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§1．4．1 刚架特点 |
13-14 |
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§1．4．2 门式刚架的适用范围 |
14 |
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§1．4．3 门式刚架的结构形式 |
14 |
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§1．5 本文的研究内容 |
14-16 |
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§1．5．1 厂房概况 |
14 |
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§1．5．2 研究内容 |
14-16 |
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§2 轻钢结构厂房的设计理论及方法 |
16-21 |
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§2．1 基本设计原则 |
16 |
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§2．2 设计理论 |
16-18 |
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§2．3 对结构物的功能要求 |
18 |
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§2．4 两种极限状态 |
18-19 |
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§2．5 设计表达式 |
19-21 |
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§3 材料的本构方程与计算参数的选取 |
21-24 |
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§3．1 材料的本构方程 |
21-22 |
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§3．1．1 弹性模型 |
21 |
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§3．1．2 弹塑性模型 |
21-22 |
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§3．1．3 粘弹塑性模型 |
22 |
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§3．1．4 内时塑性模型 |
22 |
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§3．2 结构分析中材料本构方程和参数的选取 |
22-24 |
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§4 结构分析的数值方法 |
24-35 |
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§4．1 有限元方法 |
24-25 |
|
§4．1．1 概述 |
24 |
|
§4．1．2 有限元方法的特点 |
24 |
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§4．1．3 本文采用的有限元计算软件Ansys |
24-25 |
|
§4．2 有限元分析中数值方法 |
25-31 |
|
§4．2．1 线性代数方程组的解法 |
25-26 |
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§4．2．2 非线性代数方程组的解法 |
26 |
|
§4．2．3 特征值问题的解法 |
26-29 |
|
§4．2．4 动力方程的解法 |
29-31 |
|
§4．3 计算稳定性、计算精度及时间步长选择 |
31-35 |
|
§4．3．1 计算的稳定性 |
32-33 |
|
§4．3．2 计算的精度 |
33 |
|
§4．3．3 时间步长Δt的选取 |
33-35 |
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§5 厂房结构的静力分析 |
35-46 |
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§5．1 工程项目概况 |
35 |
|
§5．2 框架的计算单元 |
35-36 |
|
§5．3 计算荷载及荷载组合 |
36-40 |
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§5．3．1 荷载标准值的取值 |
36-38 |
|
§5．3．2 荷载组合 |
38-40 |
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§5．4 静力分析 |
40-46 |
|
§5．4．1 计算模型选取及计算简图 |
40-46 |
|
§6 厂房的动力特性分析 |
46-61 |
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§6．1 模态分析 |
46-47 |
|
§6．2 厂房实际结构的动力特性分析 |
47-60 |
|
§6．2．1 一榀框架的动力特性 |
47-51 |
|
§6．2．2 厂房空间结构的动力特性 |
51-60 |
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§6．3 小结 |
60-61 |
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§7 门式刚架厂房的抗震设计验算 |
61-111 |
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§7．1 抗震设防的基本原则 |
61 |
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§7．2 地震作用 |
61-63 |
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§7．2．1 地震作用的特点 |
61-62 |
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§7．2．2 地震作用计算的一般规定 |
62-63 |
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§7．3 结构抗震验算方法 |
63-71 |
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§7．3．1 振型分解反应谱法 |
63-68 |
|
§7．3．2 时程分析法 |
68-70 |
|
§7．3．3 截面抗震验算 |
70-71 |
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§7．4 厂房实际结构的谱分析 |
71-81 |
|
§7．4．1 工程概述 |
71 |
|
§7．4．2 频谱曲线 |
71-72 |
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§7．4．3 数据采集 |
72 |
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§7．4．4 众值烈度下谱分析结果 |
72-76 |
|
§7．4．5 基本烈度下谱分析结果 |
76-81 |
|
§7．5 厂房实际结构的时程分析 |
81-111 |
|
§7．5．1 地震波的选取及作用时间 |
81-82 |
|
§7．5．2 罕遇烈度下时程分析结果 |
82-111 |
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§8 结论与展望 |
111-113 |
|
参考文献 |
113-114 |
|
致谢 |
114 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.120176 |
