大跨斜拉桁架式屋盖结构的减震研究

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近几十年来随着大跨斜拉桁架式屋盖结构的快速发展,大跨斜拉桁架式结构在工业、体育馆、厂房、车站、剧院、等建筑物中得到了广泛的应用,受到了国内外的瞩目。由于大跨斜拉空间结构自身的特点一是跨度较大,二是刚度较小,三是受到地震作用时的反应十分敏感,并具有结构美观,经济适用等的优点,因此,大跨斜拉桁架式屋盖结构受到广泛使用,那么进行大跨斜拉桁架式屋盖结构的消能减震研究就显得更加为重要了。本文以某会展中心的大跨斜拉桁架式屋盖结构为背景,通过ANSYS有限元软件建立一跨度为80m的大跨斜拉桁架式屋盖结构的有限元模型,并对结构进行模态分析,且对模态分析的结果进行对比,并且了解结构的基本动力特性。本文根据地震波选择原则选用了EL-Centro波、天津波和一条模拟人工波。接着介绍说明了时程分析计算方法,在将地震波调整合适后的EL-Centro波、天津波和一条模拟人工波输入大跨斜拉桁架式屋盖结构,然后对大跨斜拉桁架式屋盖结构分别进行了小震作用时弹性时程分析和大震作用下的弹塑性时程分析。然后得出了控制节点的位移时程曲线图,并在时程分析后得出大跨斜拉桁架式屋盖结构的内力值。为了减震,介绍几种消能减震装置的性能,并通过运用ANSYS有限元软件模拟了单圆孔软钢金属阻尼器拟静力的加载试验,最终选择了单圆孔软钢金属阻尼器。最后分析了在屋盖上装置单圆孔软钢金属阻尼器的减震性,对安装了金属阻尼器之前与之后的大跨斜拉桁架式屋盖结构进行了小震作用下的弹性时程分析和大震时的弹塑性时程分析,并对分析结果进行了对比,比较减震装置安装在各节点处的减震效果可以得知大跨斜拉桁架式屋盖结构在遭遇地震时的位移的减小幅度均在30%以上,加速度的减小幅度均在40%以上,说明加入单圆孔软钢金属阻尼器后,确实能够有效减小结构的振动。结构在遭遇大震时,结构在大震下的弹塑性振动特点的振动特点与结构的弹性时程分析结果一致,得出大跨斜拉桁架式屋盖结构在小震作用下和大地震作用下的位移在振动的情况下都得到了很好的控制,振动控制取得了较好效果。
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