超大跨双层球面网壳结构抗震分析与可行性分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第V页第5章多点地震输入的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．1多点地震输入基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．2行波效应对结构的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．3超载单元分布情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485．4反应谱、时程分析下的地震响应与静力工况的对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯555．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57第6章向量式有限元地震倒塌验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯586．1向量式有限元基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯586

2、．1．1点值描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯596．1．2途径单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯596．1．3虚拟逆向运动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯596．2计算公式与算例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯606．2．1牛顿第二定律中央差分公式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯606．2．2简单桁架算例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯616．2．3简单机构算例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯646．3向量式有限元超大跨网壳结构抗震分析的应用及可视化界面开发⋯⋯656．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．67致i射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯69参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．70攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．75西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1．1研究的意义近十年来，我国在大跨空间结构领域的研究及工程应用取得了突飞猛进的成果。在2008年北京奥运会和随后的2010年匕海世博会及广州亚运会以及2011年深圳大运会E都有所体现，结构形式、体系不断的衍化、发展与

4、人类对生活空间的需求相融合，继而产生了跨度和高度的飞跃，跨度超过150米的建筑也是屡见不鲜。但是科技、生活日益发展，我们对建筑结构提出更多的要求甚至是幻想般的构思，有没有这样的建筑结构能满足寒冷、干燥的北方也拥有温暖、潮湿的南方气候，冬季冰天雪地的哈尔滨池能感受到E亚的阳光普照、海冈孟e涂；有设确越群的建筑结构能在未知的外太空建立—个巨大的“堡垒"，使得人类拥有探索宇宙奥秘的基地或是在极地的冰川构建巨大的“屋盖"，使得人与动物能有生存活动的区域；有没有这样的建筑结构在未来污染、辐射严重到不适宜^类生存，我们还能依托于这样的“安全罩”将文明延续下去?抑或者我们只是出于某种生产或生活的需要来构建

5、这样的超枷高层的建筑物，那么这样的建筑物跨度超过500米、800米甚至1000米、2000米的空间结构体系也并非天方夜谭，部分大胆创新的建筑、结构硎已经融之进行了初步的研究和探索。全世界已建成的最大跨度建筑为英国千年穹顶(320m)，超过300m跨度的建筑也不在少数，例如重溅岗体育场、南京奥体中心、沈阳奥体中心、英国温布利球场、雅典奥林匹克体育场，同样还有—些瞅的室内人工环境如成都环球中心、哈萨克斯坦司汗之帐掣1】以及几个栩凳港砖b男}—书】uer的细约曼哈顿穹顶冈、Otto的北捆舀宅汽穹顶、休斯顿城市穹顶P、俄罗斯矿坑建筑。西南交通大学硕士研究生学位论文第2页建造超大跨级别的穹项结构对材料

6、、设计理论和施工技术者隈出前所未有的考验。，采用什么样的结构体系，冈柑秭嗓、柔眭1萄和蝶徕警斟本系?采用何种形状和网格拓扑关系?与常规跨度结构相比，在风、地震、温度等作用下，应注重哪些因素的影响?能否与低碳、节能技术紧密结合?本文的研究正是基于这样的因素所产生，在经过大量的建筑结构体系和选型的对比和一系列参数化考量之后，决定选取800米超大跨刚性屋盖结构的觊威特K6型双层球面网壳的计算罐；髦型，通过满应力设计选杆并验算强度、刚度、稳定性等，鉴于篇幅在此不表。仅单独把结构的抗震分析研究罗列成文，既希望汲取前人的经验对大尺度的结构进行抗震分析得到其影响因素又希望硎贫寡司珩牲起到撼专引玉之效，从而

7、指导设计工作为进—步研究提供借鉴。1．2超大跨空间结构抗震性能研究及工程应用空间结构的抗震分析与硼：究，得到了国内外众多学者的关注，地震越种不可掳据的自然力在空间结构中会起到什么样的影响，在设计过程中如何考虑地震作用的因素，在研究过程中又如何定性定量的确定我们的分析方法与控制参数，许许多多的黼为之付诸一生蜘C．、血。只有站在巨人的肩膀上才能看的更高，前人的努力成果成为今天我们宝贵的经验。1．2．1空间结构及其