傘狀全張力索結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化分析和施工關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、傘狀全張力索結(jié)構(gòu)是由輪輻式承重索、穩(wěn)定索、中心壓桿及外壓環(huán)構(gòu)成的一種張力結(jié)構(gòu)，屋面荷載通過拉索系傳遞至外壓環(huán)最終傳遞給基礎(chǔ)。該類結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)自重輕，建筑造型優(yōu)美等優(yōu)點。
　　國內(nèi)尚無建成的類似工程，該結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論研究與應(yīng)用研究還鮮有提及。傘狀結(jié)構(gòu)的性能分析可以從單層懸索體系、雙層懸索體系、張弦梁結(jié)構(gòu)和索穹頂結(jié)構(gòu)等相近結(jié)構(gòu)的研究中入手。本文針對傘狀全張力索結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)整體性能優(yōu)化、飛柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化、施工成型技術(shù)等關(guān)鍵問題進行了系統(tǒng)的研

2、究。
　　提出了改進的位移計算方法，通過建立能量方程及利用勢能駐值原理，使得求解得到的傘狀結(jié)構(gòu)上索最大位移f、結(jié)構(gòu)跨中位移w和有限元分析的計算結(jié)果之間的誤差減小，使得計算結(jié)果滿足精度方面的要求。利用該方法來計算結(jié)構(gòu)的位移同時結(jié)合上索最大位移f和結(jié)構(gòu)跨中位移w的限值要求來設(shè)計整個結(jié)構(gòu)。通過編程可以得到給定跨度、上索最大位移限值、結(jié)構(gòu)跨中位移限值、拉索應(yīng)力限值、矢高和垂度范圍等一系列條件下，以總用鋼量為優(yōu)化指標的優(yōu)化結(jié)果。
　　

3、背景工程中飛柱結(jié)構(gòu)過多的構(gòu)件使得結(jié)構(gòu)冗余，為了設(shè)計得美觀、簡潔，需要進行優(yōu)化分析。飛柱為錐形空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，將飛柱結(jié)構(gòu)中的邊柱構(gòu)件作為軸心受壓桿件來分析，利用結(jié)構(gòu)特征值屈曲分析來確定桿件計算長度得到穩(wěn)定性系數(shù)和穩(wěn)定承載力，采用該方法對比多個模型的穩(wěn)定承載力以優(yōu)化飛柱結(jié)構(gòu)。
　　研究了高空散拼法、垂直提升法和整體斜向牽引提升法這三種施工方法，并在技術(shù)性、總費用和工期三個方面進行了比較，得出最優(yōu)的施工方法--整體斜向牽引提升法。采用非線