連續(xù)折線索單元及節(jié)點(diǎn)研究.pdf

1、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以格構(gòu)的空間受力體跨越大跨度,造型優(yōu)美、性能優(yōu)越,經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)成為我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的主要形式之一。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)通過(guò)布置施加預(yù)應(yīng)力的鋼拉索提高結(jié)構(gòu)的承載力與剛度,經(jīng)過(guò)多年的研究與工程實(shí)踐,已經(jīng)發(fā)展成以弦支結(jié)構(gòu)體系為代表的完備體系。作為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件的拉索及與其相聯(lián)系的節(jié)點(diǎn)不但對(duì)于結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性有著十分重要的影響而且節(jié)點(diǎn)對(duì)于拉索的約束形式和程度,即拉索是否可在節(jié)點(diǎn)處滑動(dòng)對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力狀況和施工方式

2、都有重大影響。節(jié)點(diǎn)處可滑動(dòng)索體系是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)和相關(guān)施工過(guò)程中業(yè)已存在或可以采用的張力體系形式,有必要對(duì)該體系進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
　　 在拉格朗日描述下以等參單元形式,通過(guò)格林應(yīng)變和第二克希荷夫應(yīng)力,利用虛功原理重新推導(dǎo)了連續(xù)折線索單元的剛度矩陣,同時(shí)也給出了相應(yīng)的質(zhì)量矩陣和荷載列陣的表達(dá)方式,并針對(duì)在ABAQUS程序中實(shí)現(xiàn)該單元算法的過(guò)程給出了經(jīng)驗(yàn)方法并對(duì)單元適用范圍、顯示方法和調(diào)試策略提出建議。
　　 利

3、用連續(xù)折線索單元,分析了天津保稅區(qū)商務(wù)交流中心大堂屋蓋弦支穹頂在全跨、半跨荷載作用下,環(huán)索采用連續(xù)可滑動(dòng)索和間斷不可滑動(dòng)索模型的靜力、穩(wěn)定性能,以及兩種環(huán)索模型分別在多遇地震和罕遇地震下的地震時(shí)程響應(yīng)。結(jié)果表明,全跨對(duì)稱荷載下環(huán)索滑動(dòng)與否對(duì)結(jié)構(gòu)影響很小,半跨荷載下可滑動(dòng)環(huán)索應(yīng)力更為均勻,地震作用下環(huán)索滑動(dòng)模型響應(yīng)略大。
　　 利用張拉自升攀達(dá)穹頂工程資料,結(jié)合連續(xù)折線索單元算法,建立了某斗牛場(chǎng)張拉自升攀達(dá)穹頂結(jié)構(gòu)模型,模擬了其提

4、升施工的全過(guò)程,分析了結(jié)構(gòu)各部分位移,應(yīng)力等信息,發(fā)現(xiàn)了張拉位移與結(jié)構(gòu)提升位移的線性關(guān)系和位移放大效應(yīng),理清了該結(jié)構(gòu)體系的規(guī)律與脈絡(luò),證明了連續(xù)折線索單元的可靠性,同時(shí)實(shí)踐了張拉自升攀達(dá)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)與分析過(guò)程。
　　 依據(jù)弦支穹頂結(jié)構(gòu)下部索桿體系采用可滑動(dòng)索體系的構(gòu)想,提出了可實(shí)現(xiàn)環(huán)索滑動(dòng)的弦支穹頂滾動(dòng)式張拉索撐桿下節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造概念,并給出了單體式和壓板式兩種可滑動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案。按照可滑動(dòng)節(jié)點(diǎn)的概念和思路設(shè)計(jì)并制造了實(shí)物模型節(jié)點(diǎn)