大型索桿混合體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化及穩(wěn)定承載力分析.pdf

1、隨著人類社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由平面到空間，由單一到混合，發(fā)生了復(fù)雜而深刻的演化。結(jié)構(gòu)體系均朝輕質(zhì)、高效的趨勢(shì)發(fā)展，索—桿結(jié)構(gòu)體系是其中一種優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)形式。本文結(jié)合“阿布賈文化中心”（Abuja）項(xiàng)目，從索—桿結(jié)構(gòu)形式的演化歷程到各種工程實(shí)例，系統(tǒng)地總結(jié)了索—桿結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，說(shuō)明了該體系的優(yōu)越性。同時(shí)通過(guò)介紹一批歐洲鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目或歐洲工程師設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，探尋了索—桿結(jié)構(gòu)在大型空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常采用的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造

2、方法。 本文以Abuja項(xiàng)目為背景，詳細(xì)介紹了索—桿結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化方法，逐步揭示了其結(jié)構(gòu)（主要是中心穹頂單層網(wǎng)殼）方案的優(yōu)化和選擇過(guò)程，對(duì)類似工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要深入研究結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的極限承載力與穩(wěn)定性密切相關(guān)。從計(jì)算模型、有限元方法、平衡路徑跟蹤和初始缺陷的四個(gè)計(jì)算階段詳細(xì)列出了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性計(jì)算的步驟和過(guò)程，并給出Abuja項(xiàng)目穩(wěn)定計(jì)算的詳細(xì)過(guò)程和結(jié)果，為工程設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)和依據(jù)

3、。節(jié)點(diǎn)連接是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一，連接節(jié)點(diǎn)的性能直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力。由于節(jié)點(diǎn)常呈現(xiàn)半剛性的特點(diǎn)，單純采用的鉸接或剛接假定有可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出現(xiàn)較大誤差，計(jì)算時(shí)要明確所采用節(jié)點(diǎn)的類型，不能盲目簡(jiǎn)化。本文采用有限元軟件ANSYS計(jì)算分析了平齊式端板節(jié)點(diǎn)的性能特性，得出了節(jié)點(diǎn)半剛性對(duì)構(gòu)件變形、內(nèi)力以及結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的影響規(guī)律。限于理論水平的發(fā)展階段尤其是人們對(duì)理論認(rèn)識(shí)的誤區(qū)，以及通用有限元軟件一定程度上的局限性，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力分析過(guò)程