超过1000亿美元。
2)2010年1月12日16时53分(北京时间13日5时53分)加勒比岛国海地发生里氏7.0级地震。其首都太子港及全国大部分地区受灾情况严重,造成22.25万人丧生,19.6万人受伤,大量的房屋受损;
3)2004年印度尼西亚发生7.9级地震引发海啸波及多个国家,造成20多万人死亡。 而大跨度空间杆系结构在抗震方面起着不可忽视的作用,众所周知的绵阳市九州体育馆,在汶川地震中可以正常使用,为灾区的人民提供了及时的避难所。由以上我们可以看到大跨结构在地震下的研究是个很重要的问题。
本文主要包括以下内容:
1.在3D3S软件中进行双层扁平椭球网壳在29种工况组合下的变形分析和内力分析从而得到结构最不利的荷载组合,及在最不利工况组合下最大位移节点和最大内力杆件从而找到比较薄弱的部位加以注意。
2.模型建立的合理与否决定了结构计算的可靠性。本文第三章利用3D3S和SAP2000两个软件分别进行双层扁平椭球网壳结构在选取弹性支座和铰支座不同情况下的模态分析,计算其自振周期和频率,进行对比分析,得到SAP2000对结构自振特性分析的正确性。并发现此类结构振型和频率的一般规律。通过分析对比得到选取不同支座对结构刚度影响的规律。
3.考虑静力荷载对结构的影响,分别对双层扁平椭球网壳在水平、竖向和三向地震作用下进行时程分析。对比分析得出位于设防烈度为6度的大跨网壳结构在7度罕遇地震作用下是否安全、是否需要考虑竖向地震和三向地震作用。并分析结构在地震发生后最大位移和最大轴力出现的时间和大小。
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第二章 椭球网壳的静力分析
2.1引言
静力分析是结构分析的基础,是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段,主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可以忽略的静力荷载(如集中荷载/分布荷载、温度荷载、强制位移、惯性力等)作用下的响应,并得出所需的节点位移、节点力、约束力、单元内力、单元应力和应变能等。
空间结构的分析中一个值得重视的问题就是在既定荷载作用下结构中的力流分析和控制,这似乎属于设计问题,但也同时是一个分析问题。显然力流的分析、导向和控制与结构外形和拓扑,以及内力分布和刚度分布的分析是密切相关的。
本章将对山西某县标志性建筑的静力性能进行研究分析。 主要内容包括:
1.工程概况的介绍
2.利用MST2008建立模型,导入3D3S10.0中分析计算。
3.基于荷载作用,选择各种荷载工况组合,加载到模型上,进行结构的变形分析和内力分析从而选出最不利的荷载组合。得到此结构在这种组合下的工作过程,从而找到比较薄弱的部位加以注意。
2.2工程概况
本工程为山西长子县体育场项目,其主要工程概况如下: 建筑总面积:8649.96平米 建筑高度:18.6米
结构型式:下部主体结构为钢筋混凝土框架结构(外围护加气混凝土砌块)屋盖为椭球
双层网壳结构。
网壳结构概况: 平面尺寸:79.5×53.5㎡ 网壳厚度:2.0m
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网格型式:梯形四角锥 节点型式:螺栓球节点 支撑方式:上弦周边柱点支撑 排水方式:结构找坡。
建筑正视图与俯视图见图2.1、图2.2
图2.1 正视图 图2.2 俯视图 Figure2.1 Elevation Figure2.2 Top view
2.3结构设计所用规范
1.《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-91) 2.《网壳结构技术规程》(JGJ61-2003) 3.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) 4.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001) 5.《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
6.《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002) 7.《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 8.《网架结构工程质量检验评定标准》(JGJ78-91) 9.《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)
2.4设计参数
2.4.1材料
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1钢管:采用Q235B钢,材质符合《碳素结构钢》(GB/T 700)的有关规 定,并具有抗拉强度、冷弯试验、伸长率、屈服强度和碳、磷、硫的合格保证。 钢管采用高频焊管或无缝钢管,产品质量符合《直缝电焊钢管》(GB/T 13793) 或《结构用无缝钢管》(GB/T8162)的规定。
2螺栓球:采用45号钢锻造,材质符合《优质碳素结构钢》(GB/T 699)的 规定,产品质量符合《钢网架螺栓球节点》(JG10)的规定。
3套筒:采用Q235钢( 4封板、锥头:采用Q235钢 ,产品质量符合《钢网架螺栓球节点》(JG10) 的规定。底厚符合(GB/T 16939)的规定。 5高强螺栓强度等级:M16-M36为10.9S;M39-M68为9.8S。产品质量符合 《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》(GB/T16939)的规定。 6焊条:采用 《碳钢焊条》(GB/T5117)规定的E43XX型。 7其它附件:采用Q235钢,支托螺栓采用普通粗制螺栓。 2.4.2杆件尺寸的选取 杆件采用Q235无缝钢管,优化设计后选取9种钢管,截面尺寸如表2-1 表2-1 构件型号材料表 Table 2-1 List of the structure materials 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总计 杆件尺寸(mm) 热钢管60×3.5 热钢管75.5×3.75 热钢管88.5×4.0 热钢管114×4.0 热钢管140×4.5 热钢管159×6 热钢管159×10 热钢管180×12 热钢管245×14 数量(个) 1201 936 305 188 80 104 58 78 42 2992 Q235B 材料 2.4.3荷载与作用 1恒荷载与活荷载 上弦:静载标准值:0.3kN/㎡(金属夹芯板)0.75 kN/㎡(中空夹胶玻璃采光带)。 17