拉索—巨型网格三心圆筒壳结构特性研究

发布时间：2020-06-16 20:25

【摘要】：随着跨度的增大,单一形式空间网格结构力学性能的不合理性逐渐突出。在本文中,一种新的预应力空间结构,拉索—巨型网格三心圆筒壳结构将被提出。该结构为基于拉索结构、筒壳结构和巨型结构基础上形成的一种新型复合空间结构,与普通筒壳结构和弦支筒壳结构相比,具有更大的工程适用性。该结构由上层结构-巨型网格结构及下部结构-张拉结构构成;构件主次有别、传力路径合理。该结构的提出使的刚性网格结构向大跨度和超大跨度空间结构发展成为可能。本文介绍了拉索—巨型网格三心圆筒壳结构的特点、组成和分类,对国内外研究现状和成果进行了总结,并提出了结构需要解决的问题。利用有限元分析程序MIDAS、MSTCAD进行线性理论分析。本课题首先对该结构的上部巨型网格结构划分形式进行研究;在确定结构网格形式的基础上,通过MSTCAD有限元程序,分析对比不同布索方式对结构受力的影响,确定网格划分形式及最优布索方式;在前一步工作的基础上对结构进行常规设计,得到该结构应力、变形、用钢量、振型等技术指标;在常规设计的基础上通过再分杆设计,对结构进行进一步优化分析;在优化设计方案的基础上,对结构模型进行索单元失效及索单元松弛后结构安全性进行评估;最后对比研究常规设计方案、优化设计方案、以及考虑子结构刚度影响、初始缺陷影响等不同形态下,结构屈曲变化规律。以上研究为工程设计提供了一定的理论支持和实践依据。拉索—巨型网格三心圆筒壳结构实现了现代预应力技术与巨型网格筒壳结构的有机结合,和普通筒壳结构和巨型网格结构相比,更加经济合理,也可以跨越更大的空间。这类新兴预应力结构通过结构内合理布置预应力张拉索后,对结构施加预应力,以改善结构受力状态、降低结构内力峰值、减少支座水平推力、增大结构刚度及提高结构承载力,从而保证实现结构在向更大跨度发展的同时,具有良好的受力性能与经济性能。相信在不久的将来,拉索—巨型网格三心圆筒壳结构将在今后的工程实践中得到良好应用。
【学位授予单位】：中国建筑科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU399
【图文】：

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第一章绪论第一章绪论1.1 研究背景随着社会进步、经济发展，人们对空间结构的各种需求也越来越多，最重要的是增加结构的跨度。各种国际体育赛事，会展场馆等都在向大跨度跨越的方向发展，因此需要一种具有的世界级建筑和结构设计水准，适合高品质、高速度的施工要求的结构。日本巴组铁工所曾提出了跨度分别达 200、500、1000 米的网壳结构穹顶结构。横跨 500 米的为全天候多用途体育和娱乐场地；跨度 1000 米是创造一个理想的未来城市，体现了工作，生活，日常的生活环境的整合。国内大跨度的建筑空间项目也应运而生，如武汉新城国际博览中心海洋公园项目，其拥有最大长度为 380 米，最大跨度 240 米长的内部空间。[1]

薄壳结构,杂交结构,绪论,张弦桁架

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