空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支座分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步以及生活水平的提高，人們需要較大的空間進(jìn)行公共活動(dòng)[1]。為此，建筑工程結(jié)構(gòu)正朝著超大化、復(fù)雜化的方向發(fā)展，如超大跨度的空間結(jié)構(gòu)體系等，尤其是近年來(lái)用于大型體育賽事的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑更是層出不窮，并且得到了結(jié)構(gòu)工程界越來(lái)越廣泛的重視，同時(shí)也越來(lái)越受到建筑師們的青睞。
　　 近年來(lái)，隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越多樣化，復(fù)雜化，復(fù)雜焊接空心球也不斷地被采用，比如深圳文化中心的黃金樹結(jié)構(gòu)。自1965年天津大學(xué)劉錫良教授研制

2、發(fā)明并首次應(yīng)用以來(lái)，至今已推廣應(yīng)用近萬(wàn)余座工程中。但是這類結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，所處環(huán)境狀況多變，發(fā)生損傷和破壞的潛在危險(xiǎn)性較大，尤其是在施工過(guò)程中。國(guó)內(nèi)外對(duì)它的研究已經(jīng)有許多，但多集中在球體上。事實(shí)上，無(wú)論是連接桿件還是薄壁空心球只要出現(xiàn)局部屈服，節(jié)點(diǎn)都會(huì)喪失繼續(xù)承載的能力，即破壞，若不及時(shí)關(guān)注和控制，將會(huì)帶來(lái)一定的質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懙秸w結(jié)構(gòu)。這就使得對(duì)這部分關(guān)健桿件的研究也尤為重要和必要。
　　 本文以西寧體育場(chǎng)為具體研究

3、對(duì)象進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　 (1)借助西寧體育場(chǎng)的健康監(jiān)測(cè)，對(duì)處于施工期間的復(fù)雜焊接空心球支座連接桿件的應(yīng)力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，提取其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并與ANSYS有限元模擬分析結(jié)果做對(duì)比研究。從與球體連接桿件的角度，探究有限元方法研究此類問(wèn)題的可靠性，確保其安全和穩(wěn)定。
　　 (2)在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)施工的誤傷以及傳感器本身的脆弱，常常會(huì)遇到監(jiān)測(cè)一段時(shí)間后傳感器監(jiān)測(cè)異常或壞掉的現(xiàn)象，從而影響對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的判

4、斷。針對(duì)這一問(wèn)題，通過(guò)灰色模型理論，對(duì)大型體育場(chǎng)的靜態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。分析結(jié)果表明:預(yù)測(cè)取得了較好的效果，準(zhǔn)確性較高，預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)基本相符。數(shù)據(jù)顯示西寧體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)處于正常工作狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布合理，剛度儲(chǔ)備大，結(jié)構(gòu)安全。
　　 (3)在空間網(wǎng)架設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，直接影響整個(gè)網(wǎng)架的安全。針對(duì)節(jié)點(diǎn)的研究，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多，但對(duì)于直徑達(dá)1000mm的巨型復(fù)雜焊接空心球節(jié)點(diǎn)的研究卻比較少。在新

5、推行的《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ7-2010)也沒(méi)有對(duì)此類大直徑的焊接空心球承載力做說(shuō)明。鑒于此，本文對(duì)直徑1000mm的巨型復(fù)雜焊接空心球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行承載力的模擬分析計(jì)算，并通過(guò)若干變參數(shù)的線性回歸方法，提出適用于球徑達(dá)1000mm的焊接空心球節(jié)點(diǎn)受壓承載力初步計(jì)算公式。為今后的研究及工程設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
　　 (4)利用ANSYS有限元軟件對(duì)西寧體育場(chǎng)復(fù)雜焊接空心球支座進(jìn)行模擬，探究其在各種工況下的受力變形情況，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并