广饶国际博览中心弦支网壳结构设计与分析

发布时间：2020-11-12 21:59

　　 弦支网壳结构是一种新型预应力空间结构体系,它可以达到减少结构自重、提高结构稳定性以及实现结构自平衡的效果。本文以广饶国际博览中心为研究背景,采用Midas Gen与ANSYS两种软件分析了椭球形弦支网壳结构的各项力学性能。本文介绍了空间结构和预应力空间结构发展概况,提出了弦支网壳结构的概念。介绍了本工程的设计依据和荷载条件等工程背景,对比了单层网壳、拱桁架-单层网壳和弦支网壳结构的受力和经济性能;对弦支网壳结构进行了网格划分、拉索布置、支承方式等方面的优化。对弦支网壳结构进行静力性能分析,通过比对原模型、仅有水平索模型、仅有弦支索模型和单层网壳模型,研究了不同拉索布置对弦支网壳结构静力性能的影响。研究了竖向和水平支承刚度对结构静力性能的影响。对弦支网壳结构进行特征值屈曲分析,通过对比上述四种模型,研究了不同拉索布置对弦支网壳特征值屈曲分析的临界荷载和屈曲模态的影响。将初始几何缺陷引入模型,分析得到了结构弹性几何非线性分析和弹塑性几何非线性分析的临界荷载,研究了水平支承刚度和缺陷对结构稳定性能的影响。分析了结构的自振特性,得到了结构的自振模态和自振频率。对结构进行了振型分解反应谱分析和动力时程分析,得到了地震作用对结构的影响。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TU399
【部分图文】：

2图 1-1 按单元组成分类的空间结构类型1.2弦支结构概念与分类1.2.1弦支结构的概念弦支结构或称为张弦结构是指利用由拉索和撑杆组成的索撑体系来支撑传统结构而形成的一种预应力复合结构体系。引入预应力后结构刚度得到了提高，网壳等传统结构的稳定问题得到了改善，同时，通过调整拉索的预应力也可以平衡拱和壳等传统结构的支座水平推力实现结构的“自平衡”。1.2.2弦支结构分类（1）平面弦支结构平面弦支结构是在传统的平面结构中加入索撑体系形成的单向弦支结构，整个结构仍然呈现平面传力的特点。最早出现的平面弦支结构式弦支梁结构或称为张弦梁结构，它是由日本大学的斋藤公男教授 20 世纪 80 年代提出的，斋藤公男

结构体系应用到了更多的传统平面结构中出现了弦支桁架和弦支刚构体系。实际工程中平面张弦结构通常数榀平行排列，通过纵向连接跨度结构体系。（2） 可分解型空间弦支结构可分解型空间弦支结构是指结构受力具有空间结构的性质，但是结构多榀平面弦支结构的组合，根据结构的布置方式可以分为双向弦支结支结构和辐射式弦支结构。（3） 不可分解型空间弦支结构不可分解型弦支结构是指结构不可以拆分为多榀平面弦支构件的组合括弦支穹顶、弦支混凝土、弦支网架和弦支网壳等[4]。弦支穹顶结构是由日本法政大学川口卫教授首先提出[5]，它是由上层双层网壳与下层的由撑杆、径向索与环向索组成的索撑体系构成。每上节点与网壳之间采用铰接连接；撑杆下节点通过径向索连接于网壳节点；环向索将每一圈的撑杆下节点连接起来，形成了一个自平衡结弦支穹顶结构示意图如图 1-2 所示。

图 1-3 弦支筒壳结构示意图构是指由上部的网架结构和下部的索撑体系组撑杆可采用单撑杆或 V 形双撑杆，当采用单撑。图 1-4 弦支网架结构示意图的概念（suspen-dome）结构引入我国后，在一段时间
【参考文献】

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本文编号：2881290