空間網格結構支座分析及現(xiàn)場實驗研究.pdf

1、隨著社會的進步以及生活水平的提高，人們需要較大的空間進行公共活動[1]。為此，建筑工程結構正朝著超大化、復雜化的方向發(fā)展，如超大跨度的空間結構體系等，尤其是近年來用于大型體育賽事的大跨度空間鋼結構建筑更是層出不窮，并且得到了結構工程界越來越廣泛的重視，同時也越來越受到建筑師們的青睞。
　　 近年來，隨著網架結構形式越來越多樣化，復雜化，復雜焊接空心球也不斷地被采用，比如深圳文化中心的黃金樹結構。自1965年天津大學劉錫良教授研制

2、發(fā)明并首次應用以來，至今已推廣應用近萬余座工程中。但是這類結構受力復雜，所處環(huán)境狀況多變，發(fā)生損傷和破壞的潛在危險性較大，尤其是在施工過程中。國內外對它的研究已經有許多，但多集中在球體上。事實上，無論是連接桿件還是薄壁空心球只要出現(xiàn)局部屈服，節(jié)點都會喪失繼續(xù)承載的能力，即破壞，若不及時關注和控制，將會帶來一定的質量缺陷，嚴重時甚至會影響到整體結構。這就使得對這部分關健桿件的研究也尤為重要和必要。
　　 本文以西寧體育場為具體研究

3、對象進行了研究，主要內容如下:
　　 (1)借助西寧體育場的健康監(jiān)測，對處于施工期間的復雜焊接空心球支座連接桿件的應力變化進行實時在線監(jiān)控，提取其監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與ANSYS有限元模擬分析結果做對比研究。從與球體連接桿件的角度，探究有限元方法研究此類問題的可靠性，確保其安全和穩(wěn)定。
　　 (2)在現(xiàn)場監(jiān)測過程中，由于現(xiàn)場施工的誤傷以及傳感器本身的脆弱，常常會遇到監(jiān)測一段時間后傳感器監(jiān)測異?；驂牡舻默F(xiàn)象，從而影響對結構損傷的判

4、斷。針對這一問題，通過灰色模型理論，對大型體育場的靜態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)建立數(shù)學模型，進行分析和預測。分析結果表明:預測取得了較好的效果，準確性較高，預測的結果與實際監(jiān)測基本相符。數(shù)據(jù)顯示西寧體育場鋼結構處于正常工作狀態(tài)，結構的應力分布合理，剛度儲備大，結構安全。
　　 (3)在空間網架設計中，節(jié)點的設計至關重要，直接影響整個網架的安全。針對節(jié)點的研究，國內外已經有許多，但對于直徑達1000mm的巨型復雜焊接空心球節(jié)點的研究卻比較少。在新

5、推行的《空間網格結構技術規(guī)程》(JGJ7-2010)也沒有對此類大直徑的焊接空心球承載力做說明。鑒于此，本文對直徑1000mm的巨型復雜焊接空心球節(jié)點進行承載力的模擬分析計算，并通過若干變參數(shù)的線性回歸方法，提出適用于球徑達1000mm的焊接空心球節(jié)點受壓承載力初步計算公式。為今后的研究及工程設計提供指導。
　　 (4)利用ANSYS有限元軟件對西寧體育場復雜焊接空心球支座進行模擬，探究其在各種工況下的受力變形情況，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并