去索对无环索弦支穹顶静力性能的影响规律研究

发布时间：2024-05-11 23:42

　　无环索弦支穹顶结构的下部预应力索支体系较为繁冗,影响其整体受力性能且给施工造成一定困难,需要进行合理优化。以某体育馆60 m跨屋盖为实例,研究去索对无环索弦支穹顶结构静力性能的影响。针对原结构下部三层预应力索支体系,设计了四种去索方案,综合分析不同去索方案对上部网壳结构总应变能、整体结构最大竖向位移和承载力的影响程度,确定最优去索方案。模拟最优去索方案对无环索弦支穹顶结构进行静力性能参数分析,研究撑杆高度、拉索索力、初始几何缺陷对结构刚度和承载力的影响。结果表明:去索位置越靠近中心,对上部单层网壳总应变能影响越小,对结构刚度和结构承载力的削弱越小,节约用钢量越少;去除第三层索对上部单层网壳应变能、结构刚度和承载力影响很小,建议在优化时优先考虑去除第三层索;第一层撑杆高度和第一层拉索预应力的增加可以使结构整体结构刚度显著变大,对结构承载力影响不大而对失效模式影响较大;第二层撑杆高度的变化对结构刚度无影响,对结构承载力和失效模式影响很小;第二层拉索索力的变化对结构刚度和承载力影响不大而失效模式影响较大;建议在优化时优先考虑调整第一层拉索和撑杆;初始几何缺陷对结构承载力影响较大,初始缺陷越大...

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

图10不同初始几何缺陷下结构荷载倍数-位移曲线

初始几何缺陷是无环索弦支穹顶结构研究设计中考虑的重要因素。分析中采用一致模态缺陷法，分别按L/200、L/300、L/400、L/600、L/1200引入初始几何缺陷，对采用方案Ⅲ的结构荷载倍数-位移曲线进行全过程分析。不同初始几何缺陷情况下采用方案Ⅲ的结构Y点荷载倍数-位移曲....

图2无环索弦支穹顶计算模型

某体育馆屋盖为无环索弦支穹顶结构，其直径L为60m、矢跨比为1/10，如图2所示。该结构由上部单层网壳结构和下部三层无环索预应力索支体系构成，索的层数自外向内分别为第一层、第二层、第三层。网壳形式为联方-肋环组合型网壳，网壳杆件规格主要为Φ219×10、Φ249×12、Φ273....

图3无环索弦支穹顶去索后模型

考虑到原结构中无环索预应力索支体系的层数，提出了以下四种去索方案:1)方案Ⅰ，去除第一层的拉索及撑杆;2)方案Ⅱ，去除第二层的拉索及撑杆;3)方案Ⅲ，去除第三层的拉索及撑杆;4)方案Ⅳ，去除第二层和第三层的拉索及撑杆。上述四种去索方案如图3所示，图中虚线所示即为去索位置。根据上述....

图4去索方案及原结构荷载-位移曲线对比

其中:θi为结构安全系数变化率;kF为原结构安全系数;kiL为各去索方案结构安全系数;i为去索方案编号。由图4可见，方案Ⅱ和方案Ⅳ结构的荷载-位移曲线在达到结构承载力后突然下降，结构未经充分的塑性发展即丧失承载力，呈现出弹性失稳破坏特征。而方案Ⅰ和方案Ⅲ结构对应的荷载-位移曲线....

本文编号：3970541