索穹頂結(jié)構(gòu)施工全過程研究.pdf

1、中國圖書分類號：TU393.3國際圖書分類號：624.014工學(xué)碩士學(xué)位論文索穹頂結(jié)構(gòu)施工全過程研究碩士研究生：劉璐導(dǎo)師：沈世釗教授副導(dǎo)師：范峰教授申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2008年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要摘要索穹頂結(jié)構(gòu)是由索、桿及膜組成的新型預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)，是一種受力合理、效率極高的結(jié)構(gòu)形式，具有自重輕、跨度大及建筑造型豐富等特點。目前國際上實現(xiàn)的索穹頂結(jié)構(gòu)體系有Ge

2、iger型和Levy型兩種，代表建筑分別為1988年漢城奧運會體操館和1996年亞特蘭大奧運會主場館喬治亞穹頂。目前，制約索穹頂發(fā)展的重要因素之一便是它復(fù)雜的施工過程。這種結(jié)構(gòu)成形后的力學(xué)性能由施工過程決定，所以需對其進行精確的施工控制以達到設(shè)計要求。同時，由于施工過程中復(fù)雜的力學(xué)變化，使得這種結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件最大內(nèi)力產(chǎn)生在施工的某一階段，而非設(shè)計態(tài)，所以有必要進行施工全過程研究，以考察構(gòu)件在施工過程中的內(nèi)力響應(yīng)規(guī)律。首先，本文在閱讀大量國

3、內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，簡要回顧了索穹頂結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史、國內(nèi)外工程應(yīng)用實例及研究現(xiàn)狀，包括形態(tài)分析、靜動力性能研究、模型試驗研究以及施工研究。其次，分別詳細介紹了漢城奧運會體育館和亞特蘭大奧運會喬治亞穹頂兩座索穹頂結(jié)構(gòu)的具體施工過程，包括施工順序、施工方法以及一些細部構(gòu)造，總結(jié)了目前存在于索穹頂施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)以及急需解決的問題，提出自已的建議并指出施工全過程研究的必要性。再次，研究了索穹頂結(jié)構(gòu)施工全過程模擬方法。包括索穹頂結(jié)構(gòu)的形態(tài)

4、分析和施工過程模擬方法。通過形態(tài)分析，得到了設(shè)計成形態(tài)，從設(shè)計態(tài)出發(fā)，采用倒裝分析的模擬方法，借助ANSYS中的生死單元實現(xiàn)索穹頂結(jié)構(gòu)全過程的施工再現(xiàn)。本文以代表了未來索穹頂結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向的Levy體系為對象，分析了張拉斜索和張拉環(huán)索兩種施工方案，針對兩種方案，展開了較大規(guī)模的參數(shù)化研究，從定性和定量兩個方面考察了構(gòu)件最大內(nèi)力在施工全過程的響應(yīng)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，對比了兩種張拉方案中張拉力和構(gòu)件最大內(nèi)力響應(yīng)，與此同時，綜合考慮了施工周期、