90m跨距形鋼管拱桁架的彈塑性動力分析.pdf

1、大跨度結構在地震中扮演著災民避難所的角色。而且，鋼管拱桁架因其很多優(yōu)點被廣泛應用于展覽館、體育館等大型公共建筑。如何在設計和施工階段使它們具有足夠的抗震能力和合理的安全度，是各國工程界、學術界都十分關心的題。
　　 本文采用數(shù)值分析方法，利用有限元分析軟件SAP2000，對90m跨度的矩形截面拱桁架進行了地震作用下的彈塑性動力分析。分析中同時考慮了材料和幾何雙重非線性效應。研究了地震波的選取，輸入方向及矢跨比等因素的影響并進行了

2、比較，本文進行了以下工作：
　　 1)結構在地震作用下的彈塑性動力響應分析
　　 本文建立有限元模型，采用對矩形截面的90m跨度的拱桁架，通過沿X向，Z向及XZ向輸入地震波，然后逐漸地增大加速度峰值[1]，對每次加速度峰值進行地震時程分析，并記錄其特征響應。以此得出拱桁架動力響應隨加速度峰值的變化規(guī)律，并進一步研究分析該結構的抗震性能。
　　 2)本文從兩個方面對拱桁架進行了研究，一種是在矢跨比為0.25的情況下

3、，輸入三種不同的地震波對結構進行了研究比較；另外一種是在寧河波的情況下，對七種矢跨比的結構進行了研究比較。
　　 研究結果表明：
　　 (1)矢跨比不同時，當從X向輸入地震波時，隨著矢跨比的增大，結構的臨界荷載值逐漸減小；當從Z向輸入地震波時，隨著矢跨比的增大，臨界荷載值逐漸增大；當從XZ向輸入地震波時，隨著矢跨比的增大，臨界荷載值逐漸減小。
　　 (2)當從X向、Z向、XZ向分別輸入三種不同的地震波時，LWD波

4、的臨界荷載值最大，上海人工波的臨界荷載值最小。
　　 (3)當從不同方向對結構進行地震波的輸入時，不論是地震波的不同，還是矢跨比的不同，當結構發(fā)生破壞時，拱桁架的破壞位置多發(fā)生在拱腳，跨中，1/4跨及3/4跨處。
　　 (4)從桿件的塑性發(fā)展程度情況來看，當從Z向輸入地震波時，結構出現(xiàn)塑性鉸關于中心對稱。另外，無論從哪個方向輸入地震波，結構破壞前一刻出現(xiàn)的塑性鉸數(shù)量都不是很多，說明結構發(fā)生破壞時塑性發(fā)展程度不是很深入，大