弦支穹頂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析與靜力試驗(yàn)研究.pdf

1、弦支穹頂結(jié)構(gòu)是由日本川口衛(wèi)教授提出的一種新型結(jié)構(gòu)形式,其將單層球面網(wǎng)殼與張拉整體巧妙組合在一起,充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn),并能有效遏制原有結(jié)構(gòu)形式的不足,在大跨度空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展前景.該文作為天津大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)教研室對弦支穹頂系統(tǒng)研究的一部分,以大型通用有限元分析軟件ANSYS為工具,以結(jié)構(gòu)的靜力、穩(wěn)定性理論分析以及現(xiàn)場實(shí)物靜力加載試驗(yàn)為重點(diǎn),對弦支穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為深入的研究.考慮到結(jié)構(gòu)的大變形,對弦支穹頂進(jìn)行非線性靜力分析,重點(diǎn)考

2、察不同結(jié)構(gòu)矢跨比情況下弦支穹頂?shù)臈U件內(nèi)力、節(jié)點(diǎn)變形以及預(yù)應(yīng)力拉索內(nèi)力變化等靜力性能.研究各種矢跨比、初始缺陷、拉索預(yù)應(yīng)力設(shè)定、節(jié)點(diǎn)剛度以及邊界條件等結(jié)構(gòu)參數(shù)對弦支穹項(xiàng)穩(wěn)定性能的影響,并與相應(yīng)單層球面網(wǎng)殼作對比分析.研究表明,矢跨比和節(jié)點(diǎn)剛度是影響弦支穹頂穩(wěn)定性能的首要因素.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載能力隨結(jié)構(gòu)矢跨比的增加而增加;剛接節(jié)點(diǎn)弦支穹頂?shù)姆€(wěn)定性能遠(yuǎn)優(yōu)于鉸接結(jié)構(gòu),而且兩種節(jié)點(diǎn)剛度的結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力拉索的作用表現(xiàn)有所差別.邊界條件的不同對結(jié)構(gòu)的整體

3、穩(wěn)定性能也有一定的影響.滑動(dòng)鉸支座雖然對于釋放溫度應(yīng)力有明顯作用,但和三向支座相比其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力則有較大的降低.此外,通過對包含有不同大小初始缺陷的弦支穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行的穩(wěn)定性分析,發(fā)現(xiàn)弦支穹頂對初始缺陷的敏感程度要低于相應(yīng)的單層球面網(wǎng)殼.結(jié)合天津博物館實(shí)際工程,該文完成了柔性索弦支穹頂和剛性桿弦支穹頂兩類結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場實(shí)物靜載試驗(yàn),進(jìn)一步了解在分級加載的狀況下實(shí)際弦支穹頂結(jié)構(gòu)的桿件內(nèi)力、節(jié)點(diǎn)變形以及拉索內(nèi)力的變化.同時(shí)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析