索穹頂與單層網(wǎng)殼組合的新型空間結(jié)構(gòu)理論分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、索穹頂結(jié)構(gòu)是由Geiger根據(jù)Fuller的“張拉整體”思想開發(fā)出的一種結(jié)構(gòu)效率極高的結(jié)構(gòu)體系。傳統(tǒng)的索穹頂結(jié)構(gòu)表面鋪設(shè)膜材料，出現(xiàn)的主要問題有：膜材料價格貴，防火性能差，難以消除雨噪聲，保溫隔熱性能差，且裁剪鋪設(shè)工藝相對復(fù)雜等，這些問題一定程度上阻礙了索穹頂結(jié)構(gòu)在我國大陸地區(qū)的工程應(yīng)用。為了解決這些問題，本文提出了一種由索穹頂與單層網(wǎng)殼組合的新型空間結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)可充分利用輕型、高效、通過預(yù)應(yīng)力成型的索穹頂結(jié)構(gòu)特性，又可發(fā)揮單層網(wǎng)殼

2、便于鋪設(shè)剛性屋面板的優(yōu)勢。本文從理論和試驗(yàn)兩個方面對該種新型空間組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。 第一章總結(jié)了大跨度空間結(jié)構(gòu)的分類，系統(tǒng)地分析了索穹頂結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史、工程應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，并確定了本文的研究內(nèi)容。 第二章對索穹頂與單層網(wǎng)殼的組合形式進(jìn)行了分類，提出了6類索穹頂與單層網(wǎng)殼的組合形式，這些組合形式可以應(yīng)用于不同類型的大跨度空間結(jié)構(gòu)。 第三章針對圓形平面的肋環(huán)型和葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)體系，推導(dǎo)了不設(shè)內(nèi)環(huán)和設(shè)內(nèi)環(huán)的圓

3、形平面肋環(huán)型和葵花型索穹頂考慮自重的初始預(yù)應(yīng)力分布計(jì)算公式，并給出了索穹頂考慮自重的初始預(yù)應(yīng)力分布設(shè)計(jì)流程。 第四章以葵花型索穹頂與單層網(wǎng)殼的組合結(jié)構(gòu)為例，定義了索穹頂與單層網(wǎng)殼之間連接桿的荷載傳遞系數(shù)、索穹頂和單層網(wǎng)殼的支座豎向反力分配系數(shù)，分析了該組合結(jié)構(gòu)在均布荷載和集中荷載作用下的靜力性能，研究了組合結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力分布、預(yù)應(yīng)力水平、網(wǎng)殼桿件截面、矢跨比、支座約束剛度和組合結(jié)構(gòu)形式等參數(shù)下的受力性能。 第五章通過改變組

4、合結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力分布、預(yù)應(yīng)力水平、網(wǎng)殼桿件截面、矢跨比、支座約束剛度、初始缺陷影響、荷載分布形式和材料非線性，系統(tǒng)地研究了組合結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，比較了單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼、弦支穹頂和組合結(jié)構(gòu)四種結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)。 第六章首先分析了組合結(jié)構(gòu)的動力特性，其次對組合結(jié)構(gòu)的球形屋面進(jìn)行了風(fēng)壓分布數(shù)值模擬研究，再次采用人工模擬的風(fēng)速時程曲線對組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了風(fēng)振時程響應(yīng)分析，最后分析了組合結(jié)構(gòu)在多維多點(diǎn)地震輸入下的時程響應(yīng)。 第七