点支鱼腹式索桁架玻璃幕墙风振响应分析

摘要

目前，玻璃幕墙已经得到了广泛的应用，但是其发展远没有达到顶峰，在未来玻璃幕墙必将有更广阔的应用前景。点支拉索玻璃幕墙是玻璃幕墙中最为闪耀的一颗新星，其简洁、灵巧、大气美观的结构型式愈来愈受到设计师们的青睐。
　　点支拉索玻璃幕墙从出现到今天已经有几十年的历史了，国内外研究人员都对点支拉索玻璃幕墙的发展做出了巨大的贡献。但是，点支拉索玻璃幕墙的研究尚不完善，就我国而言也只是有一些玻璃幕墙技术规程。鉴于此，本文以南京青奥公园体育馆鱼腹式索桁架玻璃幕墙这一实际工程为背景，对点支鱼腹式索桁架玻璃幕墙做了如下工作:
　　1、现场采用弓形测力仪对索桁架内力进行不同工况下的测量，使用ANSYS建立幕墙模型，将相同工况下测量值与ANSYS计算值进行对比，验证模型可靠性，并对模型施加多种荷载工况对其进行静力下的承载力计算，计算结果表明该幕墙的各种构件承载力以及幕墙的变形均满足要求。
　　2、对幕墙模型进行模态计算，分析幕墙的自振特性，并通过改变索桁架中不同索的直径和预应力以及玻璃面板厚度研究每一种参数对幕墙自振频率的影响。
　　3、对风荷载的模拟方法进行研究，最终选择谐波叠加法来模拟本文所需的时程风荷载，通过MATLAB编程得到最终的风荷载总风压。
　　4、通过编制ANSYS风荷载时程分析命令流将模拟好的风荷载施加在模型中，以此对模型进行风荷载时程分析，并对比时程风荷载与等效静风荷载作用下幕墙的承载性能，最后调整索桁架中的承重索、水平索和稳定索直径与预应力以及玻璃面板厚度研究每一种参数对幕墙承载性能的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义

1．2 玻璃幕墙发展历史及分类

1．2．1 玻璃幕墙发展历史

1．2．2 玻璃幕墙分类

1．3 点支拉索玻璃幕墙特点

1．4 国内外研究现状

1．4．1 风场数值模拟

1．4．2 拉索幕墙自振特性

1．4．3 拉索幕墙风振响应

1．5 研究内容

第二章 拉索结构有限元分析原理

2．1 有限元概述

2．2 拉索有限元分析原理

2．2．1 拉索受力特性

2．2．2 拉索单元的有限元分析原理

2．3 结构动力分析的基本方法和有限元基本方程

2．3．1 结构动力分析的基本方法

2．3．2 结构动力分析的有限元基本方程

2．4 本章小结

第三章 工程背景及静力分析

3．1 工程背景

3．2 索桁架布置方案

3．3 幕墙施工

3．3．1 预应力施工

3．3．2 玻璃安装施工

3．4 ANSYS建模

3．4．1 ANSYS简介

3．4．2 点支鱼腹式索桁架玻璃幕墙建模

3．5 索力测量与静力分析

3．5．1 索力测量仪器

3．5．2 测量结果

3．6 ANSYS静力分析

3．6．1 测量数据与有限元计算数据对比

3．6．2 承载力与变形计算分析

3．7 本章小结

第四章 点支鱼腹式拉索玻璃幕墙模态分析

4．1 结构自振特性概述

4．2 自振特性计算分析

4．2．1 自振频率及振型计算分析

4．2．2 拉索直径对幕墙自振的影响

4．2．3 拉索预应力对幕墙自振频率的影晌

4．2．4 玻璃面板厚度对幕墙自振频率的影响

4．3 本章小结

第五章 风荷载的模拟与风荷载时程分析

5．1 风荷载基本理论

5．1．1 平均风

5．1．2 脉动风

5．2 风荷载的模拟方法

5．2．1 风荷载的几种模拟方法

5．2．2 谐波叠加法

5．3 MATLAB编程计算模拟

5．4 风振响应计算分析

5．4．1 ANSYS时程分析命令流

5．4．2 风荷载时程分析

5．5 幕墙承载性能影响因素分析

5．5．1 承重索直径对幕墙承载性能的影响

5．5．2 水平索直径对幕墙承载性能的影响

5．5．3 稳定索直径对幕墙承载性能的影响

5．5．4 承重索预应力对幕墙承载性能的影响

5．5．5 水平索预应力对幕墙承载性能的影响

5．5．6 稳定索预应力对幕墙承载性能的影响

5．5．7 玻璃面板对幕墙承载性能的影响

5．6 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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