空間網(wǎng)格結構設計及施工若干問題研究.pdf

1、近十余年來，我國大跨空間結構取得了迅猛的發(fā)展，工程實踐的數(shù)量較多，空間結構的形式趨向多樣化。其中，網(wǎng)格結構是將桿件按一定規(guī)律布置，通過節(jié)點連接而成的一種空間桿系結構。在眾多形式的空間結構中，網(wǎng)格緒構是當前發(fā)展最快，應用最多的一種結構形式，其相應的理論研究和設計技術也逐步完善。但其在具體工程實踐中仍然存在著一些問題，本文針對空間網(wǎng)格結構的設計及施工方面的一些問題進行了分析及研究工作。 空間網(wǎng)格結構中桿件的數(shù)目極其龐大，在以往的設計

2、中往往是只是通過計算出每根桿件的應力來設計桿件的截面，這只是一種針對構件的截面設計方法。事實上，在如此多的桿件中，有些桿件由計算得出的應力雖然不大，但是一旦發(fā)生破壞，可能導致結構其余部分或整個結構承受荷載的能力發(fā)生大幅的下降。因此，在設計中有必要將所有桿件按照桿件破壞的可能性及破壞后對整體結構的影響程度進行分類，以便使設計人員要對結構進行加強的時候可以有側重地進行加強，站在結構的高度上考慮每一根桿件的設計。鑒于此種情況，本文提出了空間網(wǎng)

3、格結構中桿件的健壯性影響系數(shù)ψ(χ<,1>)的概念及其數(shù)學表達式。而且，文中結合算例對這一問題進行了闡述。 在進行結構分析的有限元分析中，梁單元和桿單元是采用桿系有限單元法分析的基本單元，但是，由于制造和運輸、施工過程中的影響，桿件可能或多或少地存在初彎曲。為了了解初彎曲對桿件剛度、桿件內力的影響，本文推導了具有初始彎曲的桿單元的剛度方程；并經(jīng)過對單桿模型的有限元仿真分析，通過比較幾種不同缺陷下桿件的剛度變化情況說明了初始缺陷對

4、桿件受力的影響。此外，對實際工程中存在的各種彎桿進行了分析，推導了桿件的最大初彎曲的限值，并對現(xiàn)行規(guī)范考慮1/1000的初彎曲來代表受壓構件的初始幾何缺陷是否合理進行分析。 拉索或吊桿預應力結構中，預應力的控制也可基于其初始缺陷長度來建立?；谶@一理論，文中分析了影響矩陣法和直接迭代法這兩種根據(jù)給定的約束條件反求初始缺陷長度的方法，并通過工程實例說明了迭代求解法的精度完全能夠滿足工程要求，并且計算簡便，避免了線性方程組的求解，更

5、易于被工程設計人員掌握。此外，文中還以武漢長江防洪模型試驗大廳為背景工程，將施工測試數(shù)據(jù)與理論值進行了對比分析，證明了武漢長江防洪模型試驗大廳預應力張拉的安全性及迭代法的準確性。 胎架作為施工過程中的臨時支撐，它的受力直接關系到整體結構特別是預應力鋼結構的受力性能。在實際工程中，胎架的各種初始缺陷、二階效應和胎架支座沉降等諸多因素都會造成胎架的軸向剛度隨著荷載的增加而衰減。本文通過一致缺陷模態(tài)法來模擬胎架結構的初始缺陷，通過An