连续折线索单元及索穹顶结构静动力性能研究（可复制毕业论文）.pdf

中文摘要基于张拉整体思想的索穹顶结构以其极高的结构效能赢得了结构工程师的青睐,国内外学者都积极投入本领域的研究。在索结构中,为便于施工,常常采用连续折线索进行张拉,但如何进行连续索的计算还是比较棘手的课题。虽然已提出了各种连续索的分析方法,但都存在一定限制。处理结构吊装问题的约束绳系力学理论,采用的是解析几何的方法确定结构几何,程序缺乏通用性;对于细长构件的压弯影响较难考虑。如何进行连续索的理论计算显得十分重要。首先介绍了空间结构形式,引入张拉整体结构概念,对索穹顶结构及目前的研究状况进行了重点介绍。然后介绍了索穹顶结构形式和索穹顶结构预应力设计方法,并采用简化桁架计算方法进行了型和型索穹顶结构预应力设计。建立了结构分析采用的有限元方法,为结构计算提供依据。在文献建立了诘愫节点连续折线索有限元方程的基础上,建立了任意节点连续折线索有限元方程,为实际工程连续索的计算提供依据,并证明了该理论处理动力问题一样有效。对结构吊装问题采用连续折线索有限单元法进行了分析。通过实例分析表明,该方法处理结构吊装问题是简洁、有效的,并可以进行吊装全过程分析,解决了工程结构吊装中的理论难题,同时证明了连续索有限元理论的正确性。对采用间断索和连续折线索的索穹顶结构分别进行了均布荷载和非对称荷载作用下的静力分析、温度作用分析及稳定性分析。非对称荷载作用下结构受力不利,温度对结构影响明显,结构不存在整体稳定性问题。分析了结构荷载、预应力水平及所采用的索单元形式对结构频率和振型的影响。结果表明结构频率受荷载影响明显、受预应力水平影响不明显、受连续索单元影响明显;振型基本不受荷载和预应力影响,但受连续折线索的影响。对采用问断索的索穹顶结构和采用连续索的索穹顶结构进行了抗震分析。分析结果表明,采用间断索的索穹顶结构抗震性能良好,而采用连续索的索穹顶结构在地震作用下发生崩溃。建议在结构设计时采用间断索进行设计,施工时可以考虑采用连续索进行张拉,但张拉完毕应对连续索进行固定处理。关键词:索穹顶,连续折线索单元,找形,预应力设计,模态分析,静力特性分析,稳定分析,地震响应分析
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竽一俘眦学位论文作者签名:冯李敌易学位论文作者签名:鸿浓易签字日期:签字日期:跏多年多月多日舌独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,、使用学位论文的规定。特授权鑫鲞态茔可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。一多年二月彳日研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得日月年名期签师字导
,人类对较大跨度的结构不断提出新的要求,这迫使人类不断地创造新的结构形式以满足这种需求。空间结构理论与技术既满足了人类的这种需求,同时也不断地接受着这种挑战。矛盾的出现与解决,正是空间结构不断发展、日趋完善的动力。空间结构以其自身的巨大优越性在大跨度结构中独领风骚。所谓空间结构,是指形体呈三维状并且具有三维受力特征且呈立体工作的结构“?占浣峁褂肫面结构相比,内力呈三维传递,并以轴力或面力为主;内力均匀,呈现立体性工作;材料利用充分,可以大量节约材料并能减轻自重;抗震性能好。在上个世纪,空间结构得到了长足发展,形式纷繁。依据结构的刚度差异可以把空间结构分为刚性空间结构、柔性空间结构和半刚性复合空间结构三类”刚性空问结构包括网格结构ㄍ芎屯、薄壳结构、折板结构和立体桁架结构等。网架结构是早期空间结构的代表之一,它适应了工业生产、体育、文化和展览事业的需求。国内外学者和工程技术人员都投入了这一领域的理论研究和技术开发。到目前为止,网架结构的设计理论与制造安装工艺已趋于完善和成熟。国内已建成数千座形态各异、功能多样的建筑。一些网架结构企业,如东南网架、浙江精工等已经发展壮大。与网架结构基本属于同类的网壳结构,克服了网架结构的部分缺点,其优点是在不增加压杆长度的条件下,可以使结构的矢高增大,结构的刚度大,受力均匀。网格结构芎屯能够如此受到重视,与其自身的优点是分不开的:适应工业化生产,大量重复生产节点和构件,成本低,经济效益高;结构的材料强度高,刚度大;造型自由,小的构件可以做成大的空间结构;结构采用三维传力,效能高。空间网格结构在