弦支穹頂施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)是預(yù)應(yīng)力技術(shù)與空間結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合而衍生出來(lái)的新的結(jié)構(gòu)形式，具有良好的受力性能。弦支穹頂結(jié)構(gòu)是近二十年發(fā)展起來(lái)的新型預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)體系。通過(guò)對(duì)下弦索施加預(yù)應(yīng)力，使上層網(wǎng)殼產(chǎn)生與荷載作用相反的內(nèi)力和位移，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。與索穹頂體系相比，預(yù)應(yīng)力度較低，而且上層網(wǎng)殼本身是超靜定結(jié)構(gòu)，存有一定剛度，索預(yù)應(yīng)力的施加相對(duì)簡(jiǎn)單。 弦支穹頂結(jié)構(gòu)實(shí)際工程少，施工經(jīng)驗(yàn)不足，針對(duì)此結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程分析和預(yù)應(yīng)力優(yōu)化十分必要。本文總

2、結(jié)了弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外研究成果。介紹了弦支穹頂結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中采用的非線性有限元理論和求解方法。以2008年奧運(yùn)會(huì)羽毛球館工程建設(shè)為契機(jī)，對(duì)大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)研究。 弦支穹頂結(jié)構(gòu)施工成形分析包括找形分析和索張拉過(guò)程分析兩方面的內(nèi)容。基于非線性有限元原理，區(qū)分結(jié)構(gòu)的初始態(tài)、幾何零狀態(tài)和荷載態(tài)，指出弦支穹頂?shù)氖┕み^(guò)程是結(jié)構(gòu)從幾何零狀態(tài)到初始態(tài)的連續(xù)變化的過(guò)程，采用張力松弛法，通過(guò)有限元程序?qū)Y(jié)構(gòu)成形

3、過(guò)程進(jìn)行仿真分析。分析了弦支穹頂結(jié)構(gòu)在張拉成形過(guò)程中，隨著索力的增加而引起的桿件內(nèi)力、節(jié)點(diǎn)位移和不同索之間的預(yù)應(yīng)力變化。 通過(guò)對(duì)同一結(jié)構(gòu)進(jìn)行了4種張拉方案的桿件內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)位移的比較，分析了不同張拉順序?qū)Y(jié)構(gòu)的影響。得出了上弦桿件內(nèi)力變化均勻和節(jié)點(diǎn)位移較小的預(yù)應(yīng)力張拉方案，在此基礎(chǔ)上，考慮施工的難易程度，選取了預(yù)應(yīng)力張拉控制值較小的方案。 在理論分析的基礎(chǔ)上，本文對(duì)分析模型進(jìn)行了張拉試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果兩者的對(duì)