超大跨空間鋼管拱桁架屋面太陽能發(fā)電功能及其強震下彈塑性性能研究.pdf

1、隨著世界建筑的日益增多,建筑耗能超越工業(yè)耗能和交通耗能,一躍成為社會耗能之首。在不可再生能源日趨減少的情形下,太陽能因其清潔和無限性引起大家重點關注。經過不斷的開發(fā)創(chuàng)新,太陽能建筑一體化成為建筑未來的發(fā)展方向,尤其是光伏發(fā)電技術與建筑一體化在大跨度空間結構上的應用成為建筑行業(yè)的一大亮點。
　　 人類文明的發(fā)展并不能阻擋自然災害的發(fā)生,地震災難作為自然災害之首,具有不可抗拒的破壞力,災后造成的嚴重損失也是人們無法承受的。從已發(fā)生地

2、震后震區(qū)情形可知,為了使災民能及時得到治療盡快恢復正常生活,有必要建設抗震性能極強且用太陽能提供能源的大跨度空間結構的避難所以備災后使用。據此,本文設計了240m跨矢跨比0.15的鋼管拱桁架模型,并對其太陽能應用做了初步探索,進一步對其抗震性能做了研究,主要工作如下:
　　 1.對太陽能發(fā)電原理、太陽能電池類型及其發(fā)電量計算方法、太陽能在建筑上的應用可行性等做了分析。
　　 2.對配備了太陽能發(fā)電設備的240m跨鋼管拱桁

3、架進行設計,根據太陽能電池發(fā)電量計算方法對整個屋面太陽能發(fā)電量進行計算分析。
　　 3.為滿足抗震避難所及太陽能應用要求,在寧河波作用下對原設計結構進行動力彈塑性分析,經分析對原設計結構進行了部分截面調整,并對比了調整前后兩模型的結果。
　　 4.為進一步確定調整結構是否滿足作為抗震避難所及太陽能應用的要求,采用寧河波、LOMA波和上海人工波對調整截面結構進行了X向、Z向、X+0.65Z雙向地震的響應分析。
　　

4、 本文通過對上述兩大部分內容的分析研究,得出結論如下:
　　 1.超大跨度空間結構相比其他結構而言,更加適合太陽能的應用;經發(fā)電量計算,可知該結構太陽能板發(fā)電量足以供館內日常生活使用,并且作為抗震避難所,災后可以當作應急電源使用。
　　 2.經分析對比可知,調整后單榀鋼管拱桁架用鋼量比原設計結構用鋼量增加了11.2％,但拱桁架水平抗震能力提高了167%,豎向抗震能力提高了119%,雙向抗震能力提高了198%。