網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種較好的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)形式。其具有空間受力、節(jié)省鋼材、空間剛度大、建筑高度小、便于工業(yè)化、定型化、建筑造型美觀等優(yōu)點。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術(shù)的不斷進步,空間網(wǎng)架這種結(jié)構(gòu)形式在建筑中的運用日益廣泛。然而,由于地震等自然災害的逐年頻繁發(fā)生,如何進行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的抗震設計成為人們所關(guān)心的重要問題,所以對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的地震響應研究有一定的現(xiàn)實意義,其結(jié)論可供工程實踐借鑒。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自振特性和地震響應分析由以下幾個部分組成:

(1)對有限元理論一般原理及有限元分析軟件ANSYS的功能、典型分析問題的過程進行了簡要的介紹,給出了確定網(wǎng)架有限元模型幾何參數(shù)應遵循的一般原則,采用ANSYS有限元分析軟件成功地建立了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的有限元模型,其中,桿件單元采用的是ANSYS中的link8單元。

(2)給出了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自由振動頻率的ANSYS模態(tài)分析算法,闡述了模態(tài)分析的實現(xiàn)過程。采用命令流的形式建立了多種網(wǎng)架的有限元分析模型,通過對這些網(wǎng)架自由振動頻率的分析,得出了網(wǎng)架自由振動的一般規(guī)律,確定了網(wǎng)架自由振動頻率的影響因素,研究了不同荷載、邊界條件和不同跨度對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自振周期的影響。

(3)闡述了利用ANSYS軟件進行譜分析的步驟。采用振型分解反應譜法,利用ANSYS軟件對三個不同跨度的網(wǎng)架進行了地震作用研究,得出了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的地震內(nèi)力分布規(guī)律,并且對比分析了水平地震作用對屋面網(wǎng)架的影響,同時也考察了不同跨度對地震內(nèi)力分布規(guī)律的影響。

(4)采用時程分析法,利用有限元模型對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的非線性性能進行了研究。分析了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)非線性動力響應規(guī)律,對比分析了線性和非線性計算結(jié)果。同時,對比分析了選取不同地震波時的地震響應結(jié)果。