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第二部分平 板 网 架 结 构Plate-like Space Truss ? 考虑了边界条件后,解得由节点不平衡力产生的各节点的位移值 ? ij杆有节点不平衡力引起杆件内力为 2) 节点不平衡力引起的杆件内力 2.网架温度应力的精确计算法:空间桁架位移法 3) 网架杆件的温度应力 2.网架温度应力的精确计算法:空间桁架位移法 架杆件的温度应力由杆件固端内力与由节点不平衡力引起的杆件内力叠加而得,即 ? 空间桁架位移法与近似法比较,除精度较高外,还可考虑网架各个部位温差不同。这给一些工业厂房因工艺要求对网架各部位取不同温度变化提供计算上可能性 2.网架温度应力的精确计算法:空间桁架位移法 3) 网架杆件的温度应力 杆件的温度应力 §4.网架结构设计 三、网架结构地震作用 ? 地震发生时,由于强烈的地面运动而迫使网架结构产生振动,受迫振动的网架,其惯性作用一般来说是不容忽视的。正是这个由地震引起的惯性作用使网架结构产生很大的地震内力和位移,从而有可能造成结构破坏或倒塌,或者失去结构工作能力。因此在地震设防区必须对网架结构进行抗震计算。 三、网架结构地震作用 ? 多自由度体系无阻尼自由振动运动方程为 1 自振特性 ? 可得到结构体系的3n阶自振频率和3n阶振型。 ? 一般取二十阶最低自振频率进行动力分析即可满足工程设计精度要求。 多采用子空间迭代法来计算网架结构的前数阶低频的自振频率和相应的振型。 节点凝聚质量采用重力荷载代表值。 [K]{Φ}=ω2[M]{Φ} 三、网架结构地震作用 1 自振特性--自振频率和振型的特点 ? 频谱相当密集 ? 可分为水平振型与竖向振型两类,一般竖向分量大 ? 各种不同类型网架的竖向振型曲面基本上相似 ? 不同类型但具有相同跨度的网架基本周期比较接近 三、网架结构地震作用 ? 网架在地震作用时的运动方程为 2 竖向地震反应分析——时程分析法 U、 ù 、ü——分别为网架节点在整体坐标系中的位 移、速度和加速度列阵; ug——地面运动加速度列阵; M、C、K——分别为结构的总质量矩阵、阻尼矩阵 和刚度矩阵 三、网架结构地震作用 2 竖向地震反应分析——振型分解反应谱法 ? 计算网架竖向地震内力时,可以先求出各振型最大地震作用,然后作为静荷载作用于结构,再用空间桁架位移法求各振型竖向地震内力,最后再组合求出地震内力标准值。也可以直接求振型最大位移,然后再计算振型竖向地震内力,最后进行组合。 ? 振型参与系数γj ? ?是地震影响系数,它综合代表了地震的影响 三、网架结构地震作用 2 竖向地震反应分析——振型分解反应谱法 ? ?为动力系数,它反映了结构的最大绝对加速度反应与地面运动最大加速度的关系 三、网架结构地震作用 ? K为地震系数,它反映了地面运动最大加速度与重力加速度之间的关系 2 竖向地震反应分析——振型分解反应谱法 ? 地震影响系数则为 ? 对于网架结构的抗震计算首先要求计算结构的竖向地震反应因而需要竖向地震反应谱。目前在抗震计算中一般取竖向反应谱为水平反应谱的1/2?2/3,在网架结构的竖向地震反应计算中可取2/3 三、网架结构地震作用 2 竖向地震反应分析——振型分解反应谱法 三、网架结构地震作用 2 竖向地震反应分析——振型分解反应谱法 ? 可计算出第j阶振型最大位移。 {Uj} = {Φ}jγj (Tj) ? 由{Uj}计算j振型竖向地震内力{Rj}。 ? 振型组合有多种不同的方案,其中被认为相对比较合理的方法是“平方和开方”,结构的地震反应 三、网架结构地震作用 3 竖向地震作用(规范实用方法) G——网架节点重力荷载代表值 aj——相应于第j振型的地震影响系数 ηj——相应于第j振型并考虑地面运动竖向分量作用时 的振型参与系数 ? j振型在地面运动竖向分量作用下的最大地震作用 三、网架结构地震作用 ? 组合得网架的地震作用 3 竖向地震作用(规范实用方法) ? i节点上的恒荷载取100%;雪荷载及屋面积灰荷载取 50%;不考虑屋面活荷载,ψv为竖向地震作用系数 ? 将所得地震作用等效反算并简化后,计算作用在网架第i节点上的地震作用标准值 三、网架结构地震作用 3 竖向地震作用(规范实用方法) ? 定义地震作用系数: 三、网架结构地震作用 竖向地震作用系数(简化) 3 竖向地震作用(规范实用方法) §2.网架结构的类型与选型 三、网架结构的选型 ? 网架的选型应根据建筑平面形状和跨度大小、支承方式、荷载大小、屋面构造和材料、制作方法等方面因综合确定 ?
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