空間管桁架結構溫度效應與地震作用分析.pdf

1、空間大跨結構的發(fā)展是衡量一個國家建筑科技水平的重要標志，廣泛應用于體育場館、會展中心等公共建筑。大跨空間結構在自然環(huán)境中經(jīng)歷一年四季的寒暑變化，溫度作用在結構中普遍存在。溫度對結構物的作用體現(xiàn)在變形和應力兩個方面。為了滿足使用要求，結構跨度越大，結構形式越復雜，溫度作用的影響越突出?！朵摻Y構設計規(guī)范》(GB50017-2003)8.1.5規(guī)定單層房屋和露天結構的溫度區(qū)段長度（伸縮縫的間距）對露天結構縱向溫度區(qū)段不超過120m，可不考慮溫

2、度應力和溫度變形的影響，否則要考慮溫度應力和溫度變形的影響。
　　 本文以西寧海湖體育中心體育場空間管桁架大跨懸挑屋蓋為工程背景，首先總結溫度應力溫度變形的算法和動力時程分析的計算原理，其次分析了溫度效應對屋蓋結構的影響，最后驗算了多遇地震作用下結構的動力響應。
　　 本文主要采用ANSYS模擬與現(xiàn)場健康監(jiān)測相結合的方法對溫度效應對結構的影響進行了分析。在分析溫度效應對結構受力和位移影響時分三種狀況，分別是在承載能力極限

3、狀態(tài)下、在正常使用極限狀態(tài)下和結構正常使用條件下。在承載能力極限狀態(tài)下分七種工況討論其中四組含溫度效應三組不含溫度，在正常使用極限狀態(tài)下分五種工況討論其中兩組含溫度三組不含溫度，在正常使用狀態(tài)下結合現(xiàn)場所做的結構的健康監(jiān)測數(shù)據(jù)分四種工況討論。采用動力時程輸入EL-centro波模擬結構在多遇地震作用下的動力響應，分析了關鍵桿件和關鍵節(jié)點的時程響應。
　　 本文主要得到結論有(1)承載能力極限狀態(tài)下，溫度效應對結構的主受力桿件（撐

4、桿、上弦桿、腹桿、下弦桿）影響較小，對結構的次要受力桿件（連桿、環(huán)桿）影響大;(2)在正常使用極限狀態(tài)下，溫度效應對結構的關鍵節(jié)點位移（懸挑點）影響較大，Z向和Y向影響較X向位移更明顯;(3)在正常使用條件下，溫度效應對結構不同桿件應力影響復雜，結構在正常使用狀況下活荷載自由多變，較難評估溫度效應對結構受力桿件的影響規(guī)律;(4)在多遇地震多用下，結構的節(jié)點位移和桿件應力較自重作用下增幅不大，分別為1.16倍和1.09倍，結構有很富裕的抗