弦支穹頂施工過程中預應力優(yōu)化設計與試驗研究.pdf

1、預應力空間鋼結構是預應力技術與空間結構體系相結合而衍生出來的新的結構形式，具有良好的受力性能。弦支穹頂結構是近二十年發(fā)展起來的新型預應力空間鋼結構體系。通過對下弦索施加預應力，使上層網(wǎng)殼產(chǎn)生與荷載作用相反的內(nèi)力和位移，增強結構的整體穩(wěn)定性。與索穹頂體系相比，預應力度較低，而且上層網(wǎng)殼本身是超靜定結構，存有一定剛度，索預應力的施加相對簡單。 弦支穹頂結構實際工程少，施工經(jīng)驗不足，針對此結構的施工過程分析和預應力優(yōu)化十分必要。本文總

2、結了弦支穹頂結構的特點和國內(nèi)外研究成果。介紹了弦支穹頂結構施工過程中采用的非線性有限元理論和求解方法。以2008年奧運會羽毛球館工程建設為契機，對大跨度弦支穹頂結構的施工過程進行理論分析和試驗研究。 弦支穹頂結構施工成形分析包括找形分析和索張拉過程分析兩方面的內(nèi)容。基于非線性有限元原理，區(qū)分結構的初始態(tài)、幾何零狀態(tài)和荷載態(tài)，指出弦支穹頂?shù)氖┕み^程是結構從幾何零狀態(tài)到初始態(tài)的連續(xù)變化的過程，采用張力松弛法，通過有限元程序?qū)Y構成形

3、過程進行仿真分析。分析了弦支穹頂結構在張拉成形過程中，隨著索力的增加而引起的桿件內(nèi)力、節(jié)點位移和不同索之間的預應力變化。 通過對同一結構進行了4種張拉方案的桿件內(nèi)力和節(jié)點位移的比較，分析了不同張拉順序?qū)Y構的影響。得出了上弦桿件內(nèi)力變化均勻和節(jié)點位移較小的預應力張拉方案，在此基礎上，考慮施工的難易程度，選取了預應力張拉控制值較小的方案。 在理論分析的基礎上，本文對分析模型進行了張拉試驗，通過試驗結果與理論計算結果兩者的對