弦支拱桁架—單層網(wǎng)殼復合結(jié)構(gòu)體系的分析與研究.pdf

1、隨著人們對大跨度建筑的使用功能要求越來越高，以建筑造型豐富多樣、結(jié)構(gòu)構(gòu)成機動靈活、能夠?qū)崿F(xiàn)宏大的內(nèi)部空間、結(jié)構(gòu)受力合理、整體穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)空間剛度大、抗震性能好、建筑造型美觀等特點而滿足人們對結(jié)構(gòu)要求的空間結(jié)構(gòu)也進入了發(fā)展的繁盛期。在空間結(jié)構(gòu)的諸多形式中，空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是其應用的主要結(jié)構(gòu)形式之一。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單的結(jié)構(gòu)特點，兼有薄殼結(jié)構(gòu)受力合理的特點，是大跨度空間結(jié)構(gòu)中一種舉足輕重的結(jié)構(gòu)形式。與傳統(tǒng)單一的單層網(wǎng)殼相比，天山米立方

2、屋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)形式上采用單層網(wǎng)殼與弦支拱桁架所復合的弦支拱桁架－單層網(wǎng)殼復合結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)為標準的半橢球形，長軸為200m，短軸為140m，高度為30m，在距中軸線20m和30m處設置四根鋼管混凝土柱，并設置四榀相交叉為井字形的拱桁架，拱腳處設置相應的拉索，拱桁架間即為單層網(wǎng)殼。本結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點，將單層網(wǎng)殼和弦支拱桁架的特點結(jié)合起來，是一個比較合理的結(jié)構(gòu)體系。
　　 結(jié)合天山米立方的結(jié)構(gòu)設計要求，從型鋼拱結(jié)構(gòu)、弦支拱桁

3、架－單層網(wǎng)殼復合結(jié)構(gòu)、雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)方案中，確定采用弦支拱桁架－單層網(wǎng)殼復合結(jié)構(gòu)為天山米立方工程項目的屋蓋結(jié)構(gòu)方案。針對所選結(jié)構(gòu)的形式特點和實際使用要求，設置玻璃隔斷。對玻璃隔斷鋼結(jié)構(gòu)進行性能分析，得到基本靜動力性能。
　　 根據(jù)本結(jié)構(gòu)的邊界條件、荷載工況等基本設計資料及相應的設計原則，使用ANSYS分析軟件及Midas分析軟件建立整體有限元模型，選擇相應的桿件截面。針對所建立的有限元模型，根據(jù)相應的荷載條件，進行了相關的

4、靜力分析。通過對相應的荷載工況組合下，結(jié)構(gòu)的支座反力、桿件應力及變形量的分析，了解結(jié)構(gòu)的靜力力學性能。
　　 對該結(jié)構(gòu)進行了整體靜力穩(wěn)定性分析。在完成特征值屈曲分析后，考慮網(wǎng)殼初始缺陷對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。對結(jié)構(gòu)考慮幾何非線性進行了全過程分析，對選取的代表性的節(jié)點進行全過程追蹤，得出了荷載位移曲線和穩(wěn)定系數(shù)，以此可判斷出結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是否良好。
　　 對該工程進行了抗震性能分析。首先介紹了計算結(jié)構(gòu)自振特性的蘭索斯法以及計算結(jié)