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作者：刘福祺浙江大学

学位级别：硕士

一般的大跨屋盖结构覆盖面积大,体型特殊,风荷载往往是主要荷载。单层网壳结构和双层的网壳结构相比,结构较柔,易受随机风荷载作用而产生振动,结构中杆件内力变化较大,容易出现杆件的疲劳。为了保证单层网壳结构的使用安全,有必要研究... 详细信息

一般的大跨屋盖结构覆盖面积大,体型特殊,风荷载往往是主要荷载。单层网壳结构和双层的网壳结构相比,结构较柔,易受随机风荷载作用而产生振动,结构中杆件内力变化较大,容易出现杆件的疲劳。为了保证单层网壳结构的使用安全,有必要研究其在随机风荷载作用下结构的抗疲劳性能。本文采用AR法模拟Kaimal谱多点互相关的脉动风风速时程,确定结构所承受的荷载谱,通过有限元时程分析和雨流计数法得到杆件的应力循环历史,采用疲劳设计方法中的总寿命法计算杆件的疲劳损伤度,分析结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能,并将疲劳分析过程程序化,通过应力时程谱得到在弹性阶段结构任一杆件的疲劳损伤程度,找到疲劳危险区域。本文以随机风荷载作用下的单层球面网壳和单层柱面壳结构为例,分析了两种单层网壳结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能,并得到杆件的疲劳损伤程度,预测结构可能出现疲劳的区域,通过本文计算得到,两种单层网壳结构中杆件容易出现疲劳的位置区域。并得到两种结构在随机风荷载作用下的疲劳主要与结构的矢跨比、平均风速及结构自振特性有关:结构中出现疲劳的杆件数随矢跨比的减小而逐渐增加,随着平均风速的增大而增加,杆件最大疲劳损伤度D随着矢跨比的减小而逐渐增大,随着平均风速的增大而增大。论文最后对所做的研究工作进行了总结,并指出进一步研究中亟待解决的问题。

关键词：单层球网壳单层柱面壳随机风荷载疲劳分析时程分析 Goodman准则累积损伤疲劳寿命曲线应力-应变循环多轴应力薄弱区域

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风机荷载下平板网架的整体疲劳分析

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空间结构 2006年第4期12卷 36-40,49页

作者：岑伟翁恩豪刘福祺浙江大学土木工程系浙江杭州310027 湖州市建筑设计研究院浙江湖州313000 机械工业第三设计研究院重庆400039

针对风机交变荷载下平板网架产生整体疲劳的问题,采用总寿命法进行了分析.该方法考虑了Goodman平均应力影响,运用雨流计数法统计应力-应变历程,并用Miner理论对不同应力幅值产生的损伤进行线性叠加,得到杆件的疲劳损伤程度,找出结构的... 详细信息

针对风机交变荷载下平板网架产生整体疲劳的问题,采用总寿命法进行了分析.该方法考虑了Goodman平均应力影响,运用雨流计数法统计应力-应变历程,并用Miner理论对不同应力幅值产生的损伤进行线性叠加,得到杆件的疲劳损伤程度,找出结构的疲劳薄弱区域.研究发现,平板网架的疲劳薄弱区域始终从放置风机的位置开始,随着风机荷载振幅的增大,疲劳薄弱区域逐步向四周扩散,疲劳损伤度呈指数增长.风机工作频率接近网架前几阶自振频率时,结构易出现疲劳;两风机竖向振动相位差在90°～135°及水平同步振动时,结构易出现疲劳.

关键词：平板网架疲劳总寿命法薄弱区域

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