拉索預(yù)應(yīng)力谷線式叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力與穩(wěn)定性研究.pdf

1、叉筒結(jié)構(gòu)是一種由若干柱面網(wǎng)殼相貫得到的空間結(jié)構(gòu)，圓柱面相交的脊線或谷線以及特殊的邊界條件等使叉筒網(wǎng)殼具有獨(dú)特的傳力路徑和結(jié)構(gòu)性能。但是，叉筒網(wǎng)殼的谷線是結(jié)構(gòu)力流匯集處，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，限制了叉筒結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展。拉索預(yù)應(yīng)力技術(shù)在空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的運(yùn)用近幾年在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)引入空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，能夠使網(wǎng)殼多數(shù)桿件卸載，改善結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，可多次利用桿件材料的強(qiáng)度幅值。將拉索預(yù)應(yīng)力技術(shù)與叉筒結(jié)構(gòu)有機(jī)的結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)改善叉筒結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，

2、擴(kuò)大適用范圍，提高結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性的諸多目的。本文綜合近幾十年拉索預(yù)應(yīng)力技術(shù)在平面拱、空間剛架、柱面網(wǎng)殼、球面網(wǎng)殼的理論研究與工程實(shí)例，結(jié)合叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特性，提出適用于叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的多種預(yù)應(yīng)力拉索布索方案，經(jīng)過系統(tǒng)的性能分析對(duì)比選出效果最佳的布索方案，并深入系統(tǒng)地研究此方案下拉索預(yù)應(yīng)力單層叉筒網(wǎng)殼的非線性靜力與穩(wěn)定性能，同時(shí)研究了支座位移與支座剛度對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能的影響。
　　本文首先針對(duì)單層谷線式叉筒網(wǎng)殼提出了三種布索方案，對(duì)比分

3、析了三種布索方案下叉筒結(jié)構(gòu)的靜力與穩(wěn)定性能，并對(duì)支座約束條件的選擇進(jìn)行了研究，最終提出效果較佳的布索方案與支座約束形式，并對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)地研究。研究了較優(yōu)布索方案下拉索預(yù)應(yīng)力叉筒結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，然后從大規(guī)模的參數(shù)分析著手，并結(jié)合未布索結(jié)構(gòu)相關(guān)影響參數(shù)的變化進(jìn)行對(duì)比，分析了最佳布索方案下的拉索預(yù)應(yīng)力單層叉筒網(wǎng)殼的靜力性能，并得出規(guī)律性結(jié)論。對(duì)布索與未布索的單層叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的非線性屈曲模態(tài)進(jìn)行了分析，然后通過大規(guī)模參數(shù)分析，研究了拉索預(yù)

4、應(yīng)力單層叉筒網(wǎng)殼的幾何非線性穩(wěn)定極限承載力，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了荷載不均勻分布和初始缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能的影響，最后在考慮幾何非線性的基礎(chǔ)上，增加材料非線性的影響因素，分析拉索預(yù)應(yīng)力單層叉筒網(wǎng)殼在雙重非線性下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，并基于分析結(jié)果與概率統(tǒng)計(jì)方法提出拉索預(yù)應(yīng)力單層叉筒網(wǎng)殼的塑性折減系數(shù)，為實(shí)際工程提供參考。研究支座位移與支座剛度的改變對(duì)拉索預(yù)應(yīng)力單層叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能的影響，考慮不同支座位移方向、支座位移點(diǎn)、支座水平剛度