金属拱壳波纹屋顶的性能分析

摘要

该文对目前在国内发展较快的金属拱壳波纹屋顶结构在静动力与地震作用下的几休整非性有限无分析方法进行了探索.采用拉格朗日描述,找出了三维整体坐标下基于虚位移原理的增量形式的板壳有限元的单元刚度矩阵以及求解公式,初步建立一种比种金属拱壳屋顶静动分析的理论形式.在此基础上,对建立的模型进行了静动力分析及地震反应分析.给出了此类结构在各种荷载工况下的变形、应力分布规律及极限承载力,分析结构承载力的若干因素并提出了改进措施;同时给了这种结构的自振频率和自振振型,分析了结构的地震反应分布规律,讨论了不同阻尼比、不同板厚及不同矢高比等情况下的地震反应规律;最后又分析了结构在集中荷载作用下的工作性能,给出在各种板厚条件下容许单个最大集中荷载的数值以及多个集中荷载彼此间的最小间距.该文的最后对全文作了总结,并对金属拱壳波纹屋顶结构的静动力分析和抗震设计作了展望,讨论了几个今后需要进一步研究的问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节引言

第二节研究方向的现状评述

第三节本文主要工作

第四节本文研究工作的意义

第二章几何非线性理论及大挠度板单元刚度矩阵推导

第一节前言

第二节物体的运动描述及构形描述

第三节物体变形的应力应变关系

第四节几何非线性有限元方程的建立

第五节非线性方程的求解

第六节大挠度平面壳元推导

第三章金属拱壳屋顶结构的静力分析

第一节前言

第二节静力计算结果及分析

第三节结构极限承载力的分析比较及措施改进

第四节本章小节

第四章自振特性及地震反应分析

第一节基本理论及公式

第二节金属拱壳屋顶自振特性分析

第三节基本地震反应规律及分析

第四节本章小节

第五章集中荷载作用下的性能研究

第一节屈服准则

第二节单个集中荷载作用下的性能研究

第三节多个集中荷载作用下的性能研究

第四节总结

第六章金属拱壳屋顶性能分析的结论与展望

参考文献

致谢