大跨度空間結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)研究.pdf

1、隨著我國大跨度空間結(jié)構(gòu)技術(shù)的快速發(fā)展，各種各樣的大跨度空間結(jié)構(gòu)在我國得到了應(yīng)用，大跨空間結(jié)構(gòu)的跨度也在不斷增加，采用透光性較好的屋面材料以及暴露在室外的結(jié)構(gòu)也在不斷增多，然而跨度增大、屋面的透光性增強(qiáng)后，直接導(dǎo)致大跨空間結(jié)構(gòu)面臨著一個(gè)很嚴(yán)峻的溫度效應(yīng)問題。在目前現(xiàn)有的國內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)方法中，往往只計(jì)算大跨度空間結(jié)構(gòu)單體在均勻升溫或降溫時(shí)的溫度效應(yīng)，忽略了下部支承結(jié)構(gòu)以及地基的協(xié)同變形對上部大跨空間結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)的影響，同時(shí)也沒有考慮在太

2、陽輻射作用下大跨度空間結(jié)構(gòu)溫度場的非均勻性，為了解決上述問題，本文開展了以下3個(gè)方面的研究:
　　一、研究了下部支承結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和溫度變形對上部弦支穹頂結(jié)構(gòu)主要性能的影響，通過對有限元模型的建立、上部弦支穹頂結(jié)構(gòu)和下部混凝土結(jié)構(gòu)的組裝、溫度工況的選取以及下部支承結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的參數(shù)化分析，得出合理考慮下部支承結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度時(shí)，即使不采用橡膠支座，也可顯著降低弦支穹頂結(jié)構(gòu)支座的水平推力;在合理考慮下部支承結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的基礎(chǔ)上，考慮橡膠

3、支座的彈性剛度對上部弦支穹頂結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移、構(gòu)件應(yīng)力以及支座反力影響均較小;合理考慮下部支承結(jié)構(gòu)的溫度協(xié)同變形，可有效降低上部弦支穹項(xiàng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移、桿件應(yīng)力和支座水平反力等結(jié)論。
　　二、研究了地基和下部結(jié)構(gòu)的協(xié)同變形作用對上部單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)的影響，通過對地基模型參數(shù)取值、地基溫度、下部混凝土結(jié)構(gòu)溫度以及上部單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)溫度的取值、整體模型的溫度效應(yīng)分析等研究，得到合理考慮下部支承結(jié)構(gòu)以及地基的協(xié)同變形作用，可以在只考慮下

4、部支承結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減小節(jié)點(diǎn)最大位移、構(gòu)件的最大應(yīng)力和支座的水平反力;考慮地基的非均勻溫度與均勻溫度相比，只能較小幅度的減少上部單層網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)的最大Z向位移和合位移，對單層網(wǎng)殼的構(gòu)件應(yīng)力和支座反力等均沒有較大影響等結(jié)論。
　　三、提出了溫度荷載體型系數(shù)的概念，給出了全國31個(gè)地區(qū)不同放置位置及角度的鋼板的溫度荷載提高系數(shù)，推導(dǎo)了平板屋面（單坡、雙坡）、鋼板筒倉、柱面筒殼及球殼的溫度荷載體型系數(shù)計(jì)算公式，通過查詢鋼板溫度荷載提高系