大跨度鋼層蓋整體模型試驗(yàn)研究.pdf

1、大跨拱支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是在綜合了網(wǎng)殼(網(wǎng)架)及拱結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上,構(gòu)思出來的一種新型雜交空間結(jié)構(gòu)形式.它充分利用某種類型結(jié)構(gòu)的長處來抵消另一種與之組合的結(jié)構(gòu)的短處,使得每一種單一類型的空間結(jié)構(gòu)形式及其材料均能發(fā)揮最大的潛力,從而改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力性能,進(jìn)一步增大結(jié)構(gòu)覆蓋跨度,同時(shí)豐富了大跨空間結(jié)構(gòu)的造型.該文以南京奧林匹克體育中心主體育場1/20整體鋼屋蓋模型為研究對象,從多個(gè)方面去研究斜交拱支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體協(xié)同工作性能.在總結(jié)分析模型試驗(yàn)結(jié)

2、果的基礎(chǔ)上,主要在幾個(gè)方面進(jìn)行了研究.1、介紹縮尺模型、加載裝置的設(shè)計(jì)以及靜力加載試驗(yàn)的整個(gè)過程.靜力加載試驗(yàn)結(jié)果表明:在設(shè)計(jì)荷載作用下,結(jié)構(gòu)反應(yīng)基本為線性行為.理論分析計(jì)算結(jié)構(gòu)與試驗(yàn)結(jié)果的比較驗(yàn)證了所采用的結(jié)構(gòu)靜力分析模型是適用的.2、該次靜載試驗(yàn)用千斤頂重復(fù)加載是十分成功的,這種加載方式既可以控制加載力的大小,又可以在保持加載力不變的條件下控制加載位移的大小,還能在結(jié)構(gòu)彈性范圍內(nèi)對模型進(jìn)行重復(fù)加載,這使得研究模型穩(wěn)定性能成為可能.3

3、、在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,探討非線性對結(jié)構(gòu)分析計(jì)算的影響,研究結(jié)構(gòu)的非線性靜力性能.線性與非線性分析結(jié)果的對比表明,在設(shè)計(jì)荷載工況下,結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形受結(jié)構(gòu)的幾何非線性影響較小,且桿件的最大應(yīng)力仍處于彈性范圍內(nèi),不受材料非線性的影響.但隨著荷載的增加,結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的非線性越來越明顯,進(jìn)行結(jié)構(gòu)的極限承載力計(jì)算時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮幾何非線性和材料非線性.4、詳細(xì)分析討論了屋面支座約束形式、連接吊桿截面尺寸和主拱剛度等參數(shù)對整體結(jié)構(gòu)的位移和桿件應(yīng)力等力學(xué)性能

4、的影響.5、采用時(shí)程分析法分析了該組合結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的彈性地震響應(yīng)和在罕遇地震作用下的彈塑性位移響應(yīng).結(jié)果表明,斜向放置的拱結(jié)構(gòu)在地震作用下水平X向和豎向均會產(chǎn)生較大位移,這與靜力分析結(jié)果是一致的,所以在抗震設(shè)計(jì)時(shí)宜對兩個(gè)方向都進(jìn)行變形驗(yàn)算.進(jìn)行罕遇地震作用分析應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)材料的非線性性能.6、對模型進(jìn)行了線性的屈曲分析和非線性整體穩(wěn)定分析,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較.結(jié)果表明,進(jìn)行極限狀態(tài)的屈曲分析時(shí),考慮下部混凝土結(jié)構(gòu)剛度的影響是