后張拉預(yù)應(yīng)力成形鞍形網(wǎng)殼的成形和豎向極限承載力試驗研究.pdf

1、后張拉預(yù)應(yīng)力成形網(wǎng)殼是傳統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和后張拉預(yù)應(yīng)力技術(shù)的結(jié)合，是一種具有創(chuàng)新性的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架在地面拼裝，通過預(yù)應(yīng)力張拉即成為曲面網(wǎng)殼。網(wǎng)架的基本結(jié)構(gòu)形式是單弦桿結(jié)構(gòu)，由單層弦桿和平面外腹桿組成。通過改變預(yù)應(yīng)力索在網(wǎng)架中的位置，可張拉得到不同的曲面形狀，如柱面、穹頂和鞍形網(wǎng)殼。Wollongong大學(xué)的研究表明，后張拉預(yù)應(yīng)力成形網(wǎng)殼可以承受相當(dāng)?shù)耐夂奢d。 在前人研究的基礎(chǔ)上，對經(jīng)過改進的后張拉預(yù)應(yīng)力成形鞍形網(wǎng)殼模型進行了成形和

2、豎向極限承載力試驗研究。 對試驗?zāi)Ｐ偷母镄掠袃身棧阂皇翘岢隽诵碌南孪覐埨?jié)點，很大程度上減小了預(yù)應(yīng)力張拉造成的偏心；二是引入鐓頭錨張拉方法，使預(yù)應(yīng)力張拉速度加倍，而工作量減半。成形試驗中，引入力傳感器于預(yù)拉力測試，與原方法比較，更簡單準(zhǔn)確。 使用新的方法進行了成形的有限元分析。建模時，使用不同連接件模擬了上弦桿搭接螺栓連接以及腹桿的鴨嘴端螺栓連接?？紤]了幾何非線性和材料非線性，將“管一管”接觸算法應(yīng)用于梁、桿單元組成的結(jié)

3、構(gòu)模型中，與傳統(tǒng)建模和分析方法相比，成形預(yù)測精度大幅度提高。成形后的鞍形網(wǎng)殼矢跨比得到提高，而所需的預(yù)拉力大大降低。 成形試驗結(jié)果表明，網(wǎng)架形狀的改變主要來自于上弦桿彎曲變形，上弦桿軸向變形很小，發(fā)生的變形以上弦層面外彎曲變形為主。 在豎向極限承載力試驗中，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)分配梁加載系統(tǒng)不適合本文試驗?zāi)Ｐ停岢隽擞苫喓屠K索組成的新型加載系統(tǒng)，分析了其中存在的繩索拉力損失機理，提出了應(yīng)用要點。新型加載系統(tǒng)實現(xiàn)了對后張拉預(yù)應(yīng)力成形