拉索預(yù)應(yīng)力球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的靜力性能及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、拉索預(yù)應(yīng)力球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是一種在球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中通過(guò)布置拉索施加預(yù)應(yīng)力的新型空間結(jié)構(gòu),它在理論上具有良好的力學(xué)性能、節(jié)約鋼材、適合向大跨發(fā)展等諸多優(yōu)點(diǎn),但是國(guó)內(nèi)外對(duì)該結(jié)構(gòu)的研究相對(duì)比較匱乏。本文分別從拉索張拉施工、優(yōu)化分析、優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的基本靜力性能等方面對(duì)拉索預(yù)應(yīng)力球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較深入研究,主要包括以下內(nèi)容:
　　 首先,依據(jù)在分批次張拉過(guò)程中拉索張力會(huì)隨結(jié)構(gòu)的變形而變化,以及后批張拉索會(huì)對(duì)前批張拉索產(chǎn)生影響,提出

2、一種在分批次施工張拉過(guò)程中拉索張力的迭代計(jì)算方法,以求解每根拉索在分批次張拉過(guò)程中應(yīng)該產(chǎn)生的初始應(yīng)變,利用計(jì)算結(jié)果可使每根拉索張拉一次后實(shí)際存在的張力值與目標(biāo)張力值相等或者足夠接近,而無(wú)需反復(fù)調(diào)整。并通過(guò)算例驗(yàn)證該方法的有效性和可行性。
　　 然后,針對(duì)拉索預(yù)應(yīng)力球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的靜力性能優(yōu)化問(wèn)題,提出對(duì)拉索預(yù)應(yīng)力、立體桁架梁高度、桿件截面的三級(jí)優(yōu)化法。對(duì)各變量分別采用不同的目標(biāo)和方法進(jìn)行逐級(jí)優(yōu)化。對(duì)桿件截面優(yōu)化時(shí)以結(jié)構(gòu)自重為目

3、標(biāo)函數(shù)并采用滿應(yīng)力法；立體桁架梁高度通過(guò)結(jié)構(gòu)內(nèi)力峰值和撓度比兩項(xiàng)指標(biāo)予以確定；優(yōu)化拉索預(yù)應(yīng)力時(shí),采用結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力的平方和最小為目標(biāo)函數(shù)建立數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用影響矩陣線性優(yōu)化法和復(fù)形法求解。本文對(duì)一個(gè)180米跨度的結(jié)構(gòu),提出了五種不同布索方案進(jìn)行優(yōu)化分析,并根據(jù)分析結(jié)果,選擇最優(yōu)的布索方式。
　　 最后,先分析拉索預(yù)應(yīng)力球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)和底部子結(jié)構(gòu)大部分桿件的內(nèi)力分布情況。隨后以參數(shù)分析的形式研究主體結(jié)構(gòu)矢跨比和跨度、子結(jié)構(gòu)高