索穹顶结构施工成形理论分析和试验研究

关 键 词:结构设计论文
资料等级:索穹顶结构施工成形理论分析和试验研究
发布时间:2014-7-4
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资料简介
                                                      索穹顶结构施工成形理论分析和试验研究
索穹顶结构是一种由拉索和压杆组成、依靠施加预应力提供刚度的柔性体系,其预应力的生成及结构的成形是伴随着施工过程完成的。实际工程的施工一般是按阶段分批张拉的,存在明显的阶段性,对于每一个施工阶段,结构的不完整性使体系处于松弛态,且一般属于不稳定机构,刚度矩阵奇异,无法采用一般的有限元方法计算。事实上,松弛态体系在自重作用下都会通过形状和内力的调整达到一个平衡态,所以实际设计分析中可以忽略杆系在各阶段张拉过程中的移动和变位,只需关注在各阶段施工完成后体系所处的平衡态,即此时各杆件内力和节点坐标,由此索穹顶结构的施工成形分析转化为求解结构在各施工阶段平衡态的问题。由于技术保密等原因,国外在索穹顶结构施工成形方案及理论计算分析方面的报导很少;国内学者在这方面作了一定的研究,文献[1—5]采用不同的索单元、不同的平衡态找形方法对索杆结构的施工过程进行了模拟。
编辑评价
根据索穹顶结构由拉索和压杆组成的几何拓扑关系,提出一种新的施工成形方案—— 由外及里逐圈按阶段分批调节压杆长度到原长的成形方案;并采用抛物线单元建立已知原长的构件变形后节点坐标 构件内力之问的关系,在此基础上提出了一种基于动力松弛法、控制构件原长求解各阶段平衡态时杆件内力和节点坐标的理论分析方法;最后通过设计加工一直径为5 m的索穹顶模型试验对该施工成形方案的可行性及理沧分析方法的正确性进行了模拟和验证。试验结果与理论计算值基本符合,表明基于动力松弛法、控制构件原长的找形分析方法是正确有效的、由外及里逐圈分批调节压杆长度到原长的施_丁成形方案是可行的。
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