葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)的理論分析和試驗研究.pdf

1、葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)是由索、桿和膜組成的自應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系,是一種受力合理,效率極高的結(jié)構(gòu)形式.它是在佐治亞穹頂基礎(chǔ)上改進而成的圓形頂索穹頂結(jié)構(gòu).國內(nèi)對這種索穹頂結(jié)構(gòu)形式研究的比較少,而且認(rèn)識還很不全面.該文從理論和試驗兩個方面,對葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)的形態(tài)、靜力和動力性能、施工成形方法和模型試驗等內(nèi)容進行了系統(tǒng)的研究.簡單介紹了索穹頂結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史和幾項國外索穹頂結(jié)構(gòu)建筑;回顧了索穹頂結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀,指出了今后的研究方向.建立了葵花型索穹頂結(jié)

2、構(gòu)的計算模型;運用ANSYS有限元軟件對葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)和葵花型張拉挑蓬結(jié)構(gòu)作了靜力性能分析,結(jié)果顯示這兩種結(jié)構(gòu)具有良好的剛度和承載能力.提出了預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的作用有兩個:在施工成形階段,預(yù)應(yīng)力的作用為保證結(jié)構(gòu)能夠施工成形;而在施工成形后,預(yù)應(yīng)力的作用主要是改變結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的內(nèi)力分布,同時控制索不要退出工作.提出了采用一次超靜定平面徑向桁架結(jié)構(gòu),求解荷載態(tài)下葵花型索穹頂和葵花型環(huán)形挑篷內(nèi)力和位移的簡捷計算方法,該方法力學(xué)概念明確,思路清晰

3、,計算簡便,結(jié)果可靠.分析了葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)和葵花型張拉挑蓬結(jié)構(gòu)的動力特性;考慮了預(yù)應(yīng)力對這兩種結(jié)構(gòu)自振頻率和振型的影響,結(jié)果表明,預(yù)應(yīng)力增加,這兩種結(jié)構(gòu)的自振頻率也增加,但預(yù)應(yīng)力對低階頻率比高階頻率影響大.預(yù)應(yīng)力對葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)的振型基本沒有影響,但對葵花型張拉挑蓬結(jié)構(gòu)的振型影響較大.分析了葵花型索穹頂結(jié)構(gòu)和葵花型張拉挑蓬結(jié)構(gòu)的抗震性能.地震荷載作用下,結(jié)構(gòu)中的動位移和動內(nèi)力都不大.提出索穹頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想已經(jīng)從最初的"連續(xù)拉,間斷