| 【中文题名】 | 球面巨型网格结构的动力特性及其风荷载响应研究 |
| 【英文题名】 | The Research on Dynamical Characteristic and Wind-induced Responds of Spherical Reticulated Mega-structure |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 球面巨型网格结构,自动成形,风荷载模拟,随机振动,时程分析,动力特性 |
| 【英关键词】 | Spherical Reticulated Mega-structure,Automatic Configuration,Wind Load Simulation,Stochastic Vibration,Time-history Analysis,Dynamical Characteristic,Wind-induced Response, |
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| 【论文摘要】 |
为了适应球面网壳向超大跨度发展的需要,将巨型网格结构概念和传统球面网壳相结合,本文提出了一种新的结构形式——球面巨型网格结构,并以肋环型球面巨型网格为主要研究对象对其形体构成、动力特性以及风荷载作用下的力学性能等方面进行了研究,主要包括以下内容:
研究了肋环型球面巨型网格主体结构的具体构成形式、几何拓扑关系,总结了相应的形体控制参数;对子结构的形式及其与主体结构的连接进行了分析;描述了自动成形过程,使用AutoCAD环境下的Visual C++二次开发工具编制了相应的自动成形程序,利用外部文本文件与有限元分析软件ANSYS实现了接口并编制了网格结构风振时程分析所必需的几个前处理程序,讨论了结构支承方式。研究了风荷载的基本特性,包括平均风的平均风速剖面、平均风速与风压的关系、脉动风的频谱特性及其空间相干函数等,引入准定常假设将脉动风速转化为结构物上的脉动风压。
采用了由Iwatani提出的AR模拟方法,在Matlab环境下编制了可以计算具有空间和时间相关性的多个空间三维点的风速时程的程序,解决了求解相关函数在Matlab里的实现以及如何选取AR法的参数合适值的问题。对生成的随机风速数据... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-17 |
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1.1 空间网格结构的发展与应用概况 |
10-12 |
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1.2 球面巨型网格结构的提出 |
12-14 |
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1.3 网壳结构风振研究概述 |
14-15 |
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1.4 本文研究的主要内容 |
15-17 |
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第2章 球面巨型网格结构的形体分析 |
17-23 |
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2.1 主体结构拓扑关系 |
17-19 |
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2.2 平板网架子结构 |
19 |
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2.3 主体结构的支承方式 |
19-20 |
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2.4 结构自动生成程序实现 |
20-22 |
|
2.5 小结 |
22-23 |
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第3章 风荷载特性及风场的模拟 |
23-37 |
|
3.1 风荷载的基本特性 |
23-31 |
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3.1.1 平均风的基本特性 |
23-24 |
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3.1.2 脉动风的基本特性 |
24-28 |
|
3.1.3 风速风压关系 |
28-31 |
|
3.2 风场的计算机模拟 |
31-36 |
|
3.2.1 AR 模拟理论 |
32-33 |
|
3.2.2 程序编制以及模拟参数的确定 |
33-34 |
|
3.2.3 算例分析以及结果验证 |
34-36 |
|
3.3 小结 |
36-37 |
|
第4章 结构风振计算理论 |
37-48 |
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4.1 子空间迭代法 |
37-39 |
|
4.2 结构风振响应的时程分析法 |
39-43 |
|
4.2.1 Wilson-θ法 |
40-42 |
|
4.2.2 Newmark 法 |
42-43 |
|
4.3 多自由度线性体系的平稳随机反应 |
43-46 |
|
4.4 小结 |
46-48 |
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第5章 球面巨型网格结构动力特性 |
48-57 |
|
5.1 基本自振特性 |
48-52 |
|
5.2 参数分析 |
52-56 |
|
5.2.1 主体结构矢跨比的影响 |
52-53 |
|
5.2.2 支承方式的影响 |
53-54 |
|
5.2.3 杆件截面的影响 |
54 |
|
5.2.4 屋面荷载的影响 |
54-55 |
|
5.2.5 结构跨度的影响 |
55-56 |
|
5.3 小结 |
56-57 |
|
第6章 球面巨型网格结构的风荷载响应 |
57-77 |
|
6.1 计算方法与模型假定 |
57-58 |
|
6.2 平均风作用下结构静力特性 |
58-61 |
|
6.3 随机振动理论的算例验证 |
61-63 |
|
6.4 风振系数 |
63-65 |
|
6.4.1 我国现行规范规定的风振系数 |
64 |
|
6.4.2 本文采用的风振系数 |
64-65 |
|
6.5 球面巨型网格结构风振响应的基本特性 |
65-71 |
|
6.5.1 子结构风振响应的基本特性 |
65-68 |
|
6.5.2 主体结构风振响应的基本特性 |
68-71 |
|
6.6 参数分析 |
71-75 |
|
6.6.1 结构阻尼比的影响 |
72 |
|
6.6.2 主体结构矢跨比的影响 |
72-73 |
|
6.6.3 杆件截面的影响 |
73-74 |
|
6.6.4 屋面荷载的影响 |
74 |
|
6.6.5 结构跨度的影响 |
74-75 |
|
6.7 小结 |
75-77 |
|
结论 |
77-79 |
|
参考文献 |
79-83 |
|
致谢 |
83-84 |
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附录A：攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
84 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.123815 |
