鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)體系和施工關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、索穹頂是一種效率極高的空間索桿張力結(jié)構(gòu)體系，其有構(gòu)型簡(jiǎn)潔、空間跨越能力強(qiáng)、自重較輕和施工便捷等特點(diǎn)，一經(jīng)問世便引起了國(guó)際空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)界和工程界的高度重視。目前索穹頂結(jié)構(gòu)的屋面系統(tǒng)主要采用耐久性和自潔性較差、施工維護(hù)費(fèi)用較高的張拉膜材料，而結(jié)構(gòu)受力更合理、維護(hù)更簡(jiǎn)單、造價(jià)較低的剛性屋面往往因?yàn)闃?gòu)造復(fù)雜、施工繁瑣等原因難以廣泛適用于索穹頂結(jié)構(gòu)。這在很大程度上阻礙了索穹頂結(jié)構(gòu)在我國(guó)大陸地區(qū)的工程應(yīng)用，因此，如何將剛性屋面更好地應(yīng)用于索穹頂?shù)热?/p>

2、性結(jié)構(gòu)中是一個(gè)亟需解決的關(guān)鍵問題。
　　本文歸納了索穹頂結(jié)構(gòu)及其他相近結(jié)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、施工技術(shù)以及工程應(yīng)用情況，提出了一種新型鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)。鋼拉板索穹頂由條形鋼拉板帶、斜索、環(huán)索和撐桿構(gòu)成，即將傳統(tǒng)索穹頂結(jié)構(gòu)中脊索替換成剛性鋼拉板。鋼拉板索穹頂繼承了傳統(tǒng)索穹頂?shù)膬?yōu)點(diǎn)，同時(shí)改善了原結(jié)構(gòu)的受力性能，克服了在柔性結(jié)構(gòu)中應(yīng)用剛性屋面的困難。鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)由于條形鋼拉板帶在未施加預(yù)應(yīng)力之前呈柔性狀態(tài)，有利于采用無(wú)支架整體牽引提升

3、施工方法。
　　本文首先介紹了鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)形，研究了其基本構(gòu)成、構(gòu)件形式、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，并探討了鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方法。
　　根據(jù)索穹頂實(shí)際工程，以1/2拉索破斷力作為條形鋼拉板的拉力設(shè)計(jì)值，將脊索替換為對(duì)應(yīng)截面的鋼拉板，建立鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)分析模型，采用非線性有限元計(jì)算方法，分析其靜動(dòng)力性能，并與相同跨度、拓?fù)潢P(guān)系與預(yù)應(yīng)力分布的傳統(tǒng)索穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而對(duì)鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力水平、鋼拉板

4、截面規(guī)格和撐桿長(zhǎng)度等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文結(jié)合傳統(tǒng)索穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，及條形鋼拉板的特點(diǎn)，介紹了適用于鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法——無(wú)支架整體牽引提升施工方法，并采用非線性動(dòng)力有限元法對(duì)鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)施工安裝和張拉全過程進(jìn)行模擬，研究施工過程中節(jié)點(diǎn)位移和桿件內(nèi)力的變化規(guī)律，并對(duì)無(wú)支架整體牽引提升施工方法的可行性進(jìn)行評(píng)述。
　　對(duì)鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了一個(gè)直徑為8m的Geiger型鋼拉板索穹頂結(jié)構(gòu)試驗(yàn)