肋环斜杆型单层球面网壳结构的动力稳定性研究

论文摘要

本文运用有限元分析软件ANSYS,采用全过程时程分析方法对肋环斜杆型单层球面网壳结构的动力稳定性进行了较为全面的研究,主要内容和成果如下:1、对肋环斜杆型单层球面网壳结构的几何特点进行了分析,编制了相应的宏,实现了网壳结构的参数化建模。2、对肋环斜杆型单层球面网壳结构的自振特性进行了分析,分析了跨度、矢跨比、屋面荷载、杆件截面面积和支座条件等因素对其自振特性的影响,并绘出了基频实用设计图表。3、对肋环斜杆型单层球面网壳结构在简单荷载作用下的动力稳定性进行了系统的分析:分析阶跃荷载作用下的动力稳定性时考虑了初始几何缺陷和结构阻尼的影响;分析三角形荷载作用下的动力稳定性时考虑了不同持时的影响;对网壳进行了谐响应分析,确定了网壳的共振频率,分别分析了在简谐荷载作用下共振区和非共振区的动力稳定性能。4、对肋环斜杆型单层球面网壳结构在地震作用下的动力稳定性进行了系统的分析,分别考虑了地震输入维数（水平、竖向、三向）、材料非线性、结构阻尼、初始几何缺陷、杆件截面面积、矢跨比、屋面荷载、支座条件和不同地震波（EL-Centro波、Taft波、天津波）等参数的影响。本文的研究成果不仅可为实际工程设计提供参考,而且可为完善相关的技术标准提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与选题依据
• 1.2 运动稳定理论的发展和研究现状
• 1.3 本文采用的数值分析方法与分析工具
• 1.3.1 单元
• 1.3.2 动力时程分析理论
• 1.4 本文的主要研究工作
• 第2章 肋环斜杆型单层球面网壳结构的自振特性研究
• 2.1 肋环斜杆型单层球面网壳结构的参数化建模
• 2.1.1 几何描述
• 2.1.2 建模步骤
• 2.1.3 算例
• 2.2 自振特性的计算方法
• 2.3 肋环斜杆型单层球面网壳结构的自振特性
• 2.3.1 模型参数
• 2.3.2 自振频率分布规律与振型分析
• 2.3.3 参数分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 肋环斜杆型单层球面网壳结构在简单荷载作用下的动力稳定性研究
• 3.1 阶跃荷载作用下肋环斜杆型单层球面网壳结构动力稳定性分析
• 3.1.1 竖直阶跃荷载作用
• 3.1.2 竖直阶跃荷载下初始几何缺陷的影响
• 3.1.3 竖直阶跃荷载下阻尼的影响
• 3.1.4 水平阶跃荷载作用
• 3.1.5 水平阶跃荷载下初始几何缺陷的影响
• 3.1.6 水平阶跃荷载下阻尼的影响
• 3.2 三角荷载作用下肋环斜杆型单层球面网壳结构动力稳定性分析
• 3.3 简谐荷载作用下肋环斜杆型单层球面网壳结构动力稳定性分析
• 3.3.1 肋环斜杆型单层球面网壳结构谐响应分析
• 3.3.1.1 水平谐响应分析
• 3.3.1.2 竖向谐响应分析
• 3.3.2 简谐荷载作用下的动力稳定性
• 3.3.2.1 激励主共振区内网壳结构动力稳定性
• 3.3.2.2 激励主共振区外网壳结构动力稳定性
• 3.4 本章小节
• 第4章 肋环斜杆型单层球面网壳结构在地震作用下的动力稳定性研究
• 4.1 地震作用下结构的弹性动力稳定性
• 4.2 地震作用下结构的弹塑性动力稳定性
• 4.3 肋环斜杆型单层球面网壳结构动力稳定参数分析
• 4.3.1 单向与三向地震作用的影响
• 4.3.1.1 水平地震作用下动力稳定性分析
• 4.3.1.2 竖向地震作用下动力稳定性分析
• 4.3.2 材料非线性的影响
• 4.3.3 结构阻尼的影响
• 4.3.4 初始几何缺陷的影响
• 4.3.5 杆件截面的影响
• 4.3.6 矢跨比的影响
• 4.3.7 屋面荷载的影响
• 4.3.8 支座条件的影响
• 4.3.9 不同地震波的影响
• 4.4 本章小节
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录