球面巨型網(wǎng)格結構的動力特性及其風荷載響應研究.pdf

1、本文為了適應球面網(wǎng)殼向超大跨度發(fā)展的需要，將巨型網(wǎng)格結構概念和傳統(tǒng)球面網(wǎng)殼相結合，提出了一種新的結構形式——球面巨型網(wǎng)格結構，并以肋環(huán)型球面巨型網(wǎng)格為主要研究對象對其形體構成、動力特性以及風荷載作用下的力學性能等方面進行了研究，主要包括以下內(nèi)容： 研究了肋環(huán)型球面巨型網(wǎng)格主體結構的具體構成形式、幾何拓撲關系，總結了相應的形體控制參數(shù)；對子結構的形式及其與主體結構的連接進行了分析；描述了自動成形過程，使用AutoCAD 環(huán)境下的V

2、isual C++二次開發(fā)工具編制了相應的自動成形程序，利用外部文本文件與有限元分析軟件ANSYS 實現(xiàn)了接口并編制了網(wǎng)格結構風振時程分析所必需的幾個前處理程序，討論了結構支承方式。 研究了風荷載的基本特性，包括平均風的平均風速剖面、平均風速與風壓的關系、脈動風的頻譜特性及其空間相干函數(shù)等，引入準定常假設將脈動風速轉化為結構物上的脈動風壓。 采用了由Iwatani 提出的AR 模擬方法，在Matlab 環(huán)境下編制了可以

3、計算具有空間和時間相關性的多個空間三維點的風速時程的程序，解決了求解相關函數(shù)在Matlab 里的實現(xiàn)以及如何選取AR 法的參數(shù)合適值的問題。對生成的隨機風速數(shù)據(jù)進行譜分析，將得出的功率譜與目標功率譜進行對比，證明了程序的可信性。 回顧了結構動力特性、風振反應分析的基本理論，包括子空間迭代法求解結構特征方程、時程分析法求解風振響應以及多自由度線性體系在Rayleigh 阻尼下的平穩(wěn)隨機反應，概述了各方法的計算過程和特點。根據(jù)隨機

4、振動的理論，得出隨機脈動風作用下球面巨型網(wǎng)格結構在線性范圍的響應均值的統(tǒng)計特征。 研究了球面巨型網(wǎng)格結構的基本自振特性，包括主體結構單獨承載及其與子結構協(xié)同承載兩種情況下的自振頻譜規(guī)律、結構前面若干低階振型特征等；就球面巨型網(wǎng)格結構的構成參數(shù)變化時結構自振頻譜的變化規(guī)律進行了研究。 研究了球面巨型網(wǎng)格結構平均風作用下結構靜力特性，用隨機振動理論進行了球面巨型網(wǎng)格結構的算例驗證，討論了內(nèi)力風振系數(shù)及位移風振系數(shù)的定義并提