碳纖維索穹頂結(jié)構(gòu)抗震性能及設(shè)計研究.pdf

1、碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)具有輕質(zhì)高強、耐久性好、耐疲勞性能優(yōu)良和可設(shè)計性能良好的特點，還具有絕緣、隔熱及透電磁波等特性，符合國家“十二五規(guī)劃”所提倡的“綠色節(jié)能環(huán)保”的建筑材料要求。
　　索穹頂結(jié)構(gòu)是一種受力合理、結(jié)構(gòu)效率高的張拉整體結(jié)構(gòu)體系，若將CFRP材料與索穹頂結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成碳纖維索穹頂結(jié)構(gòu)，會大大優(yōu)化結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，同時可以跨越更大的跨度。本文在跨徑為120m的Geiger-鋼索穹頂?shù)幕A(chǔ)上，結(jié)合CFRP材料的特性

2、，設(shè)計了與之剛度相近的Geiger型CFRP索穹頂，然后以與Geiger-CFRP索穹頂重量相等為目標設(shè)計了Levy型CFRP索穹項。后面系統(tǒng)研究了CFRP索穹頂?shù)膭恿μ匦砸约翱拐鹦阅?，同時也進行了與傳統(tǒng)的鋼索穹項的對比研究，具體內(nèi)容為:
　　運用結(jié)構(gòu)動力分析的基本理論和分塊蘭索斯法對Geiger-鋼索穹頂、Geiger-CFRP索穹頂和Levy-CFRP索穹頂進行了模態(tài)分析，分別比較Geiger-CFRP索穹頂與Geiger-鋼

3、索穹頂，Levy-CFRP索穹頂與Geiger-CFRP索穹頂?shù)念l率與振型的異同，并討論了初始預(yù)張力水平和桿件截面面積對上述三個結(jié)構(gòu)的影響程度。
　　在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，計入結(jié)構(gòu)的幾何剛度，對上述三個索穹項結(jié)構(gòu)進行了反應(yīng)譜分析，研究在單向和多向地震作用下，Geiger-CFRP索穹頂和Geiger-鋼索穹項以及Levy-CFRP索穹頂和Geiger-CFRP索穹頂動位移和動內(nèi)力響應(yīng)的異同。
　　同時考慮結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、幾何