预应力悬挑钢梁结构的静力分析和风振响应分析

摘要

本文在对张弦梁工作原理认识的基础上，对预应力悬挑钢梁结构的静力性能进行了研究，同时重点考察了该类结构的抗风性能。本文主要研究内容与成果包括： 首先，对预应力悬挑钢梁结构的预应力取值原则进行了讨论。通过算例研究结构参数对预应力合理取值大小的影响。分析可知，矢跨比对预应力合理取值大小影响较大。同时，讨论了结构各参数对结构静力性能的影响。 其次，系统地研究了预应力悬挑钢梁结构的抗风性能。对结构动力特性的分析表明，几何刚度对结构自振特性影响很小。本文利用MATIAB编制了脉动风荷载的人工模拟程序，并采用时程分析法对预应力悬挑钢梁结构的风振响应进行了分析。此外，通过算例详细讨论了矢跨比、跨高比以及屋面静荷载等参数对预应力悬挑钢梁结构风振性能的影响。 最后，结合上海市松江地区某社区文化中心屋盖结构，对预应力悬挑钢梁屋盖结构进行风振响应分析。证明了采用基于风速时程的风振响应分析方法是可行的、有效的，可供其它工程参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题来源及研究意义

1.1.1大悬挑结构概况

1.1.2研究意义

1.1.3本课题的工程背景

1.2课题相关内容研究历程及研究现状

1.2.1预应力钢结构的发展历程

1.2.2预应力钢结构的主要特点和经济效益

1.2.3预应力悬挑钢结构的研究现状

1.3本文的研究内容

第2章 预应力钢结构的基本理论

2.1预应力钢结构理论

2.1.1预应力钢结构的工作机理

2.1.2预应力钢结构的加载方案

2.1.3施加预应力的方法

2.2平面承重预应力钢梁

2.2.1预应力钢梁布索方案

2.2.2梁的截面形式

第3章 预应力悬挑钢梁静力分析

3.1预应力悬挑钢梁结构的结构性能

3.1.1预应力悬挑钢梁结构的受力特性

3.1.2形态定义

3.1.3预应力特性

3.2预应力悬挑钢梁预应力值的确定

3.2.1预应力取值的原则

3.2.2预应力悬挑钢梁算例分析

3.2.3各参数对预应力取值的影响分析

3.3各参数对结构内力变形的影响分析

3.4预应力大小对结构稳定性能的影响分析

3.4.1单元的选取

3.4.2预应力大小的影响

3.5本章小结

第4章 预应力悬挑钢梁的风振响应分析

4.1概述

4.1.1风振响应研究的必要性和意义

4.1.2风振响应分析方法的简单介绍

4.2时程分析法基本理论

4.2.1随机模拟时程分析法的研究思路

4.2.2时程分析法的计算原理

4.3具有空间相关性的风荷载数值模拟

4.3.1风的基本特征

4.3.2风荷载的模拟

4.3.3风荷载模拟算例

4.4预应力悬挑钢梁动力特性分析

4.4.1振动方程

4.4.2预应力大小和矢跨比对自振频率的影响

4.5悬挑预应力钢梁风振性能分析

4.5.1结构模型和脉动风荷载的模拟

4.5.2各参数的影响分析

4.6本章小节

第5章 工程实例分析

5.1工程概况

5.1.1整体结构形式简介

5.1.2单榀刚架

5.1.3荷载设计参数选用

5.2预应力钢屋盖结构的模态分析

5.3风振响应分析

5.3.1屋盖结构风振响应特征

5.3.2脉动风的模拟

5.3.3脉动风响应计算结果

5.3.4风振系数计算

5.4本章小结

第6章 结语与展望

6.1本文的工作总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果