國家海洋博物館門式鋼管桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究.pdf

1、管桁架結(jié)構(gòu)的受力形體合理使其具有優(yōu)異的受力性能，且易滿足各類新型復(fù)雜的建筑造型要求，如此具有生命力的結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種工程中。本文以天津市國家海洋博物館鋼結(jié)構(gòu)項目為背景，結(jié)合該結(jié)構(gòu)存在錯層、樓面開大洞、樓板不連續(xù)、體型超長等特點，主要通過MIDAS和ABAQUS兩種有限元軟件對該門式管桁架及內(nèi)部框架整體結(jié)構(gòu)的各項力學(xué)性能進行研究分析。
　　本文介紹了該門式管桁架結(jié)構(gòu)的工程概況、結(jié)構(gòu)形式、計算模型和荷載工況（包括恒荷載、樓面和屋

2、面活荷載、溫度作用、風(fēng)荷載和雪荷載）及組合，對其靜力性能進行分析，研究門式管桁架結(jié)構(gòu)在荷載組合作用下的支座反力、桿件應(yīng)力和節(jié)點位移。分析結(jié)果顯示該結(jié)構(gòu)在懸挑附近及墻面與屋面交界處受力較為敏感，但結(jié)構(gòu)總體剛度較大，內(nèi)力分布較為合理均勻，空間整體作用較強。
　　利用模態(tài)分析研究國家海洋博物館門式管桁架結(jié)構(gòu)的自振特性，得到結(jié)構(gòu)的自振頻率、自振模態(tài)以及合理的振型截斷數(shù)；并利用振型分解反應(yīng)譜法研究結(jié)構(gòu)在各向地震作用下的動力響應(yīng)；對將地震作用

3、與其他荷載進行組合，對其抗震性能進行分析。分析可知該門式管桁架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計滿足要求，抗震性能良好。
　　對該門式管桁架內(nèi)部框架整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能進行了研究，并對比桁架間支撐形式的變化對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能的影響。通過特征值屈曲分析，得到結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)和在理論線彈性屈曲臨界承載力；并通過引入初始缺陷，對結(jié)構(gòu)進行幾何非線性穩(wěn)定分析。分析可知結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能較好。
　　考慮到該門式管桁架結(jié)構(gòu)兩個主展廳兩端均懸挑，且懸挑端豎向變形較大，