弦支穹頂結(jié)構(gòu)形態(tài)分析、動力性能及靜動力試驗(yàn)研究.pdf

1、弦支穹頂結(jié)構(gòu)是基于張拉整體思想和單層球面網(wǎng)殼技術(shù)的一種新型復(fù)合空間結(jié)構(gòu)體系,其結(jié)構(gòu)剛度大、穩(wěn)定性高、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單,可以更合理、更經(jīng)濟(jì)、更美觀地跨越大跨度空間.該文在以往研究的基礎(chǔ)上對弦支穹頂結(jié)構(gòu)的初始形狀確定、環(huán)索預(yù)應(yīng)力設(shè)定原則、結(jié)構(gòu)動力特性及結(jié)構(gòu)靜動力試驗(yàn)等內(nèi)容進(jìn)行了較為系統(tǒng)和全面的研究.該文首先介紹了計算分析所使用的非線性理論方法,重點(diǎn)研究了索單元的計算模型,證明用兩點(diǎn)之間直線單元來模擬索單元的合理性.該文在概述形態(tài)分析一般問題的基

2、礎(chǔ)上,提出了弦支穹頂結(jié)構(gòu)形狀確定的特殊性,定義了弦支穹頂結(jié)構(gòu)的三個狀態(tài):零狀態(tài)、預(yù)應(yīng)力平衡態(tài)和荷載態(tài).以初應(yīng)變?yōu)槊浇?改進(jìn)了張力補(bǔ)償法和逆迭代法,并編制了在ANSYS程序中運(yùn)行的APDL語言程序,成功實(shí)現(xiàn)了由預(yù)應(yīng)力平衡態(tài)反求零狀態(tài)放樣幾何的形態(tài)分析過程,生成的模型能夠保持完整性,為下一步的分析及研究提供精確的計算模型.該文推導(dǎo)了環(huán)索預(yù)應(yīng)力設(shè)定的基本公式,由此可確定各圈環(huán)索預(yù)應(yīng)力的比值.以消除結(jié)構(gòu)對支座的水平推力為目標(biāo),歸納總結(jié)出預(yù)應(yīng)力數(shù)

3、值的確定方法和步驟,并編制了在ANSYS程序中運(yùn)行的APDL語言程序.該文研究了弦支穹頂結(jié)構(gòu)的自振特性,給出了各階頻率及其對應(yīng)的振型,隨后研究了荷載、矢高、跨度、預(yù)應(yīng)力及支座約束等不同參數(shù)對結(jié)構(gòu)自振特性的影響,總結(jié)各參數(shù)的影響規(guī)律.在ANSYS程序中采用時程分析法計算弦支穹頂結(jié)構(gòu)在單維與多維常遇地震激勵下結(jié)構(gòu)的響應(yīng),提取節(jié)點(diǎn)位移的時間歷程變化,總結(jié)各類桿件的地震系數(shù),比較不同地震激勵方向和地震維數(shù)對結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)一步深入研究了荷載、矢高