具有外環(huán)桁架的索穹頂結(jié)構(gòu)的理論分析與試驗(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(kāi)發(fā)出的一種結(jié)構(gòu)效率極高的結(jié)構(gòu)體系，其主要是由拉索和壓桿組成，依靠施加預(yù)應(yīng)力提供結(jié)構(gòu)剛度，具有重量輕、跨度大及建筑形態(tài)豐富多樣等特點(diǎn)，是代表了大跨空間結(jié)構(gòu)較高水平的結(jié)構(gòu)形式。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的索穹頂結(jié)構(gòu)形式主要有Geiger型和Levy型兩種。本文所研究的具有外環(huán)桁架的索穹頂結(jié)構(gòu)，是一種特殊形態(tài)的索穹頂結(jié)構(gòu)形式，目前僅有美國(guó)的一個(gè)工程實(shí)例和工程介紹文章。本文結(jié)合具有外環(huán)桁架的索穹

2、頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)形，提出了多種結(jié)構(gòu)布置方案，對(duì)具有外環(huán)桁架的肋環(huán)型索穹頂?shù)某跏碱A(yù)應(yīng)力分布、靜動(dòng)力特性、地震響應(yīng)等進(jìn)行了系統(tǒng)研究和深入分析，最后設(shè)計(jì)加工了模型，進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 第一章在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地分析了索穹頂結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史、工程實(shí)踐應(yīng)用、國(guó)內(nèi)外主要的研究現(xiàn)狀，結(jié)合具有外環(huán)桁架的索穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，明確了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 第二章分析了具有外環(huán)桁架的索穹頂結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成特點(diǎn)，提出了6類(lèi)索穹頂設(shè)置外

3、環(huán)桁架的結(jié)構(gòu)布置方案，提出了桁架腹桿布置的兩種方案及桁架內(nèi)傾和外傾的不同造型方案。
　　 第三章針對(duì)具有外環(huán)桁架的肋環(huán)型索穹頂結(jié)構(gòu)提出了初始預(yù)應(yīng)力分布的簡(jiǎn)捷計(jì)算方法，推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力的顯式表達(dá)式。通過(guò)算例計(jì)算并與電算結(jié)果的對(duì)照分析，表明該方法是精確、可行的，既可方便有效應(yīng)用于工程實(shí)踐，又可作為理論分析的有益補(bǔ)充。
　　 靜力性能分析是研究、評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)體系性能的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)。第四章對(duì)具有外環(huán)桁架的肋環(huán)型索穹頂結(jié)構(gòu)在滿跨荷載、半

4、跨荷載作用下的桿件受力及節(jié)點(diǎn)變位進(jìn)行了分析研究，同時(shí)考慮預(yù)應(yīng)力變化、外環(huán)桁架高度變化、外環(huán)桁架傾角變化對(duì)受力性能的影響。
　　 第五章分析研究了具有外環(huán)桁架的肋環(huán)型索穹頂結(jié)構(gòu)的自振頻率及振型分布特點(diǎn)，同時(shí)就體系的預(yù)應(yīng)力水平、外環(huán)桁架高度、外環(huán)桁架傾角及環(huán)索截面大小對(duì)動(dòng)力性能的影響做了分析。
　　 第六章對(duì)具有外環(huán)桁架的肋環(huán)型索穹頂結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，包括構(gòu)件的內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)的變位作了時(shí)程分析研究。
　　 第七章結(jié)合本文的