120m跨钢管拱桁架的动力弹塑性分析.pdfVIP

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2017-09-24 发布于辽宁
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第十届全国现代结构工程学术研讨会 120m跨钢管拱桁架的动力弹塑性分析赵永征1李海旺1王伟1薛振刚1张宗升2 (1太原理工大学建筑与土木工程学院太原030024)(2山西省建筑设计研究院太原030011) 提要：本文利用有限元设计分析软件sap2000，以跨度为120m的倒三角形截面单榀钢管拱桁架结构为研究对象，采用塑性铰理论，考虑几何和材料的双重非线性效应，选用EI波，以恒载和活载作用下结构的变形和应力为初始条件，通过逐步加大地震加速度峰值对结构进行动力弹塑性分析，得出结构失稳破坏的临界加速度峰值，据此判断其抗震性能。关键词：钢管拱桁架结构，动力弹塑性，塑性铰，临界加速度峰值，抗震性能一、引言钢管拱桁架是是当前应用较多的一种大跨空间结构体系，广泛应用于人群密集或配置重要设施的公共场所，作为昂贵的大型复杂建筑，不但可以为居民的日常生活提供便利，还可以在地震等自然灾害来临的时候为人民提供紧急的避难所，因此钢管拱桁架的抗震性能的研究成为一个十分重要的课题，本文针对钢管拱桁架在强震下的的弹塑性行为开展研究，为拱桁架结构的抗震性能设计提供有益的参考。二、结构T怙gE刊2．-lIE_：口1Y掣一、本拱桁架，跨度为以120m，矢高为24m，矢跨比为0．2，本文只取一榀作为计算模型，但是实际结构一榀桁架和一榀桁架之间有支撑保证整体刚度，所以在模型中加上侧向约束以模拟支撑的作用(具体见图1)。该拱桁架是按8度小震设计的，上、下弦杆的强度应力比控制在0．9左右，腹杆和撑杆主要有长细比控制，然后采用塑性铰理论，考虑几何和材料双重非线性效应进行动力时程分析，研究该结构在地震作用下的性能指标，弹塑性阶段临界加速度峰值、结构位移延性系数等，进而分析其在强震作用下的破坏形态和破坏机理。 330C ． i潮图1120m拱桁架基金项目：国家自然科学基金项目；山西省科技攻关项目(20080321086) 工业建筑2010增刊第十届全闲现代结构一F程学术研讨会钙一％～一一轧一 53 54 55 56 57 58 59 鲤钉iI 船Il 盼rlI ∞厂I 鸵il 一{一——一一11 f—一f ∞1l 岱{f ● 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 M缸jl 配{}鸭以，jl侈加 n拍1f恐 (a)左半跨上弦节点展开图 X≮◇够等◇等◇：镌警≮：髋◇翟您：≤≯鲁≮舢 (b)左半跨下弦节点展开图一垫 n～ 73 73 74 75 76 他一一墼跗 85 ％ 87 酊一一一一一～～～㈠1工1 一一一一B 醴上M 毋I巧菇 rl” 他L_I●勰 29 30 31 32 33 ”1l弭瑟凹●lL撕鲫厂L卯缸1}嚣 ∞ 盯il柏 (a)右半跨上弦节点展开图．，4 F，嘣蚪 Y1 yZ D 伯倦丹蛐 8l 龇孙 M 曲拍引掰鲶