具有內外環(huán)桁架的新型張弦網殼結構理論分析與試驗研究.pdf

1、本文根據樂清市體育中心體育館和游泳館采用的結構形式，綜合給出并研討了一種具有內外環(huán)桁架的新型內外雙重張弦網殼結構，且外張弦體系可穿越網殼，內環(huán)桁架可采用上弦梁下弦索（梁）的空腹桁架。這種空間結構與傳統輻射式張弦梁結構或弦支網殼相比，可為場館內部提供更多的使用空間，增加了后排座位的可視范圍，結構受力更為合理，技術經濟指標優(yōu)異。為更好地理解這種新型空間張弦網殼結構的受力特性并促進其工程應用，本文從形狀確定、力學性能、穩(wěn)定性、地震響應及模型試

2、驗等方面進行了系統研究。
　　第1章總結了大跨度空間結構的發(fā)展歷程和分類，系統地回顧了張弦梁與環(huán)形平面張力索桁結構的發(fā)展歷史、工程應用和研究現狀，并從以上兩種結構的形體對這種新型張弦網殼結構進行了對比分析和說明。與此同時，對本文的研究內容做了簡單介紹。
　　第2章歸納和總結了具有內外環(huán)桁架的新型張弦網殼結構的結構形式，從網殼網格布設、徑向索與網殼徑向梁的相對位置、網殼的高斯曲率、內外環(huán)曲線形狀、及內孔采用不同結構的內外雙重張

3、弦網殼結構等五個方面對這種新型張弦網殼結構進行了分類。
　　第3章對空間結構形狀確定問題的研究方法進行了歸納和總結。以肋環(huán)型內外雙重張弦網殼結構為例，對這種新型張弦網殼結構的形狀確定問題進行了研究。采用局部分析法的思想，從節(jié)點平衡關系入手，給出了內外雙重張弦網殼結構體系的初始預內力簡捷計算法及其計算用表;在原有數值計算法的基礎上，提出了改進的數值計算法，并對計算過程參數的選取進行了討論。通過算例比較了以上兩種找形方法的計算結果，說

4、明了方法的正確性。
　　第4章系統地研究了新型空間張弦網殼結構的靜力性能，以具有內外環(huán)桁架的肋環(huán)型張弦網殼結構為例，利用大型有限元軟件ANSYS進行了結構在滿跨和半跨荷載下的靜力性能分析;并對張拉索矢高、網殼曲率、網殼面內徑向支撐、環(huán)形水平桁架以及網殼網格形式等主要參數對結構受力性能的影響進行了分析。
　　第5章以具有內外環(huán)桁架的肋環(huán)型張弦網殼結構為例，對結構進行了滿跨和半跨荷載作用下結構的穩(wěn)定性能分析;對張弦網殼結構的張拉

5、索矢高、網殼曲率、網殼面內徑向支撐、環(huán)形水平桁架以及網殼網格形式等主要參數進行了分析;討論了缺陷分布及大小對結構穩(wěn)定性能的影響;比較了肋環(huán)型、葵花型及施威德勒型等三種張弦網殼結構的穩(wěn)定性及經濟性。
　　第6章以具有內外環(huán)桁架的肋環(huán)型張弦網殼結構為例，研究這一結構的動力特性和抗震性能。對該結構進行自振特性分析;利用EI-Centro波對具有內外環(huán)桁架的肋環(huán)型張弦網殼結構進行了地震響應時程分析;并研究了張拉索矢高、網殼曲率、網殼面內徑