強(qiáng)震下180m跨三心圓鋼管空間拱桁架動力彈塑性分析.pdf

1、大跨度鋼管拱桁架因其結(jié)構(gòu)形式靈活多樣、造型優(yōu)美、受力合理、用鋼量省等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于火車站、飛機(jī)場、體育館、會展中心等大型公共建筑中，在大震發(fā)生后還可以作為臨時避難場所。然而目前針對大跨度鋼管拱桁架在強(qiáng)震作用下的動力響應(yīng)理論研究成果較少，因此本文對鋼管拱桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)震作用下的動力彈塑性分析，得出該結(jié)構(gòu)的塑性發(fā)展規(guī)律和失效機(jī)制，為今后該體系的抗震性能研究提供參考。
　　 本文以跨度180m矢跨比0.2三心圓鋼管拱桁架結(jié)構(gòu)為研究

2、對象，在已有鋼管拱桁架動力響應(yīng)研究成果基礎(chǔ)上，主要展開了以下幾方面工作：
　　 首先，采用有限元分析軟件SAP2000分別選用寧和波、LOMA波、上海人工波對模型進(jìn)行動力彈塑性分析，研究中通過逐漸增加結(jié)構(gòu)的地震加速度峰值，并對結(jié)構(gòu)模型最大節(jié)點(diǎn)的位移、桿件進(jìn)入塑性的比率、桿件的塑性變形程度全過程進(jìn)行了詳細(xì)的考察，確定結(jié)構(gòu)在每種地震波作用下的破壞界限加速度峰值和位移延性系數(shù)，得出結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理和破壞形態(tài)。
　　 其次，選用Q

3、345、Q390和Q420_種不同強(qiáng)度鋼材對結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力彈塑性分析，對比它們在相同設(shè)防烈度下設(shè)計所需用鋼量、在地震作用下的彈塑性界限加速度峰值、破壞界限加速度峰值和位移延性系數(shù)等，總結(jié)這些數(shù)據(jù)隨著鋼材強(qiáng)度提高的變化趨勢。
　　 研究所得結(jié)論主要有以下幾點(diǎn)：
　　 1、鋼管拱桁架在地震作用下，最大節(jié)點(diǎn)位移隨著地震加速度峰值增大緩慢增加，最終結(jié)構(gòu)發(fā)生強(qiáng)度破壞。
　　 2、選用不同地震波對鋼管拱桁架進(jìn)行動力彈塑性分析，

4、得出結(jié)構(gòu)在X向地震作用下的彈塑性界限加速度峰值相差9.68％～98％，在Z向地震作用下相差12.5％～47.54％，在X+Z向地震作用下相差14.81％～93.75%；結(jié)構(gòu)在X向地震作用下得到的破壞界限加速度峰值相差20％～65.52%，在Z向地震作用下相差1.56％～30%，在X+Z向地震作用下相差10％～35.8％；結(jié)構(gòu)在X向地震作用下得到的位移延性系數(shù)相差1.53％～14.5％，在Z向地震作用下相差9.92％～16.41％，在X+

5、Z向地震作用下相差5.78％～44.91％；表明采用不同的地震波對結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力彈塑性分析結(jié)果相差較大。
　　 3、對采用不同鋼材強(qiáng)度的鋼管拱桁架進(jìn)行動力彈塑性分析，結(jié)構(gòu)采用Q390鋼材單榀用鋼量比Q345減少6.74％，采用Q420鋼材比Q345減少11.75％；結(jié)構(gòu)采用Q390鋼材彈塑性界限加速度峰值比Q345提高20％左右，采用Q420比Q345提高30％左右；結(jié)構(gòu)采用Q390鋼材破壞界限加速度峰值比Q345提高15％左右，