徑向開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性及幾何設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，回歸自然已成為體育場(chǎng)館和各種文化建筑的重要發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)（Retractable Roof Structure）的出現(xiàn)完美地實(shí)現(xiàn)了這一功能，使建筑的功能得到了進(jìn)一步加強(qiáng)。作為一種新興的結(jié)構(gòu)類型，它融合了各式各樣的奇思妙想，徑向開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)（Radial Retractable Roof Structure）是由多角單元（Generalised Angulated Element）構(gòu)成的一種新的開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)概念體系

2、。與傳統(tǒng)的開(kāi)合結(jié)構(gòu)相比，構(gòu)思獨(dú)特，形式新穎，應(yīng)用前景廣泛。
　　本文建立了多角單元可動(dòng)的幾何方程，證明了任意多折桿件，若滿足徑向開(kāi)啟條件，那么桿件上的所有節(jié)點(diǎn)共圓，設(shè)圓為S，則在桿件運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，S的圓周始終通過(guò)徑線的交點(diǎn)。引入極坐標(biāo)系研究徑向開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡，提出了使用S圓心的極角描述單個(gè)桿件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法。推導(dǎo)了桿件任意節(jié)點(diǎn)的位置表達(dá)式，對(duì)已知桿件的確定的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的極徑只和S圓心的極角相關(guān)。在位置表達(dá)式的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了速度

3、、加速度的表達(dá)式。利用本文提出的這三個(gè)表達(dá)式，可求出桿件上任意節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并且互相轉(zhuǎn)換，使之可以快速計(jì)算結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　本文將平面極坐標(biāo)系下的結(jié)果推廣到柱坐標(biāo)系，研究了在柱坐標(biāo)系下建立三維的徑向開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)的方法，并且提出了一種改進(jìn)的三維空間徑向開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)。
　　在此基礎(chǔ)上，從建筑工程設(shè)計(jì)角度出發(fā)，建立了新的設(shè)計(jì)流程，包括桿件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算、支撐結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)。作為算例，設(shè)計(jì)了一個(gè)直徑20m，外觀類似旗忠網(wǎng)