300米跨空间球面巨型网格结构的设计与施工技术研究

发布时间：2019-09-17 09:27

【摘要】：由于全球变暖的趋势日益增加,扬沙和发生在我国中东部一带的雾霾天气也日益增多,严重影响到人们的正常生活和工作。本文基于一种新型的城市穹顶理念,考虑将部分建筑物或是基础设施配套齐全的小区笼罩在超大跨度穹顶结构之下,依靠穹顶结构来抵御恶劣的自然环境,通过结构内部各种配套设施调节环境温度和湿度,形成内部适宜人类居住和工作的环境。城市生态穹顶应该是超大跨度的封闭结构。本文在已有超大跨度空间结构形体及施工研究成果的基础上,以跨度为300米的球面立体桁架巨型网格结构为主要研究对象,对其结构选型、静力性能与施工技术和施工过程模拟等方面进行研究。巨型网格结构包括主结构和子结构两部分。径向和环向立体桁架构成的主结构是主要受力部分,子结构平板网架为次要受力结构。本文在结构静力分析时,采用主结构单独承载和主结构、子结构两者协同承载两种方法,对比了两种计算方法下结构自振特性、支座反力、节点最大位移和杆件内力差别。同时,本文在总结现有空间结构施工方法的基础上,提出了针对文中模型的一种新的施工方法—分步顶升施工法。这种方法是在攀达穹顶施工法和逆做安装法的基础上,将结构的整体顶升技术和拼装技术结合起来,先对中心结构和周围环形结构地面原形拼装,将中心结构顶升后,高空补齐中心结构与环形结构之间的杆件,逐次将中心结构从内向外进行施工。与攀达穹顶法不同的是,这种方法不需要在结构中设置单轴铰,在施工中不会形成机构,但是保留了攀达穹顶法可以在地面完成大部分构件拼装的优点。在施工过程模拟分析时,经判断给出了每次顶升时千斤顶的顶升位置和数目,考虑结构在夏季温度最高时和冬里温度最低施工时由温度变化带给结构施工过程的影响,记录每个施工阶段结构变形和构件的最大应力,判断分步顶升施工方法的可行性和结构的最优施工时段,给出当无法避开最恶劣的季节施工时可以采取的适当方法来保证结构施工过程的安全性。此外,还对结构的坐标预调值进行了详细的计算和给出了千斤顶顶升支架拼装的方法。分析结果表明,采用主结构单独承载的计算方法基本上能反映整体结构的静力性能,但是需要对网架与桁架连接处的网架局部上弦杆件进行加强。分步顶升施工法适用于本文模型；温升作用对结构施工过程有较大影响,应避开夏季最高温季节施工,无法避开时选择夏季每天最低温时段施工。超大跨度结构在施工前必须进行坐标预调。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU399;TU745

【参考文献】

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6 张攀峰;王晋军;陈明祥;袁子厚;;穹顶结构表面平均压力分布及绕流结构数值模拟[J];空气动力学学报;2010年01期

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9 郭彦林;刘学武;;大跨度钢结构屋盖拆撑过程数值模拟的千斤顶-间隙单元法[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2008年01期

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本文编号：2536775