大跨度拱支結(jié)構(gòu)力學(xué)性能與施工技術(shù)研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和大型社會文化體育活動的舉辦，社會對大跨度空間的需求越來越多，在此背景下，大跨度建筑結(jié)構(gòu)的建造技術(shù)得到了快速的發(fā)展和提高。大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式是大跨度建筑結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的核心之一，近年來，國內(nèi)外學(xué)者為提高結(jié)構(gòu)的跨越能力和經(jīng)濟(jì)性能，提出了多種新型的大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式，如張弦結(jié)構(gòu)體系、索穹頂結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、斜拉結(jié)構(gòu)、拱支結(jié)構(gòu)等。本文針對其中的拱支結(jié)構(gòu)體系，對其結(jié)構(gòu)組成、分類、靜動力性能、非均勻溫度效應(yīng)、旋轉(zhuǎn)滑移施工技術(shù)等方

2、面，對其進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究。
　　首先對拱支結(jié)構(gòu)中的核心組成部分之一鋼拱進(jìn)行了分類總結(jié)，在分類總結(jié)的基礎(chǔ)上，對鋼拱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了創(chuàng)新，提出了懸索-拱預(yù)應(yīng)力復(fù)合結(jié)構(gòu)和拉-撐預(yù)應(yīng)力復(fù)合索拱結(jié)構(gòu)兩種新型的鋼拱結(jié)構(gòu)形式。在對拱支結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類總結(jié)的基礎(chǔ)上，對典型的拱支結(jié)構(gòu)形式——弦支穹頂疊合拱結(jié)構(gòu)在不同工況組合下的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分析研究，得出對于拱支結(jié)構(gòu)，太陽強(qiáng)烈作用下的非均勻溫度作用對結(jié)構(gòu)的桿件內(nèi)力和節(jié)點位移有較大的影響，需要進(jìn)一

3、步的詳細(xì)分析。
　　以山東茌平體育館弦支穹頂疊合拱結(jié)構(gòu)和錦州體育場拱支挑篷結(jié)構(gòu)為例，對太陽強(qiáng)烈輻射作用下拱支結(jié)構(gòu)的溫度場以及溫度效應(yīng)進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)太陽強(qiáng)烈輻射對結(jié)構(gòu)的溫度場以及溫度效應(yīng)有顯著的影響，在今后設(shè)計類似結(jié)構(gòu)時需做具體分析。另外針對目前常用的被動合攏施工控制方法，提出了一種主動合攏施工的控制思路。
　　以山東茌平體育館的弦支穹頂疊合拱結(jié)構(gòu)為例，對大跨度拱支結(jié)構(gòu)的風(fēng)振效應(yīng)和地震行波效應(yīng)進(jìn)行了分析研究，得出：1）弦

4、支穹頂疊合拱結(jié)構(gòu)的節(jié)點風(fēng)振系數(shù)分布范圍為1.0~1.4，其中位于弦支穹頂中上部單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上的節(jié)點的風(fēng)振系數(shù)一般在1.0~1.2之間，室外鋼拱上的風(fēng)振系數(shù)在1.1~1.3之間，略高于下部單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)，整個弦支穹頂疊合拱結(jié)構(gòu)的平均風(fēng)振系數(shù)為1.12；2）多點地震激勵作用下，室外鋼拱與下部弦支穹頂結(jié)構(gòu)中網(wǎng)殼相連接節(jié)點附近的桿件和支座附近的應(yīng)力峰值較大，地震的行波效應(yīng)影響系數(shù)最為明顯，在設(shè)計時要注意。而且，地震行波效應(yīng)隨著地震波速的

5、增加而顯著降低。
　　對大跨度鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)滑移施工整體技術(shù)進(jìn)行了分析研究，對旋轉(zhuǎn)滑移施工中的施工力學(xué)分析計算、機(jī)械及設(shè)備選型、滑移裝置系統(tǒng)、施工監(jiān)測以及安全保證技術(shù)等方便給出了詳細(xì)的規(guī)定和原則，相關(guān)成果已編入河北省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)滑移法施工技術(shù)規(guī)程》。
　　以內(nèi)蒙古鄂爾多斯游泳館拱支結(jié)構(gòu)為背景，制作了1:100的結(jié)構(gòu)模型，驗證了旋轉(zhuǎn)滑移施工技術(shù)在拱支結(jié)構(gòu)施工中的可行性和優(yōu)越性。
　　結(jié)合鄂爾多斯機(jī)場改擴(kuò)建項