单向索杆桁架的位移控制及稳定性分析
发布时间：2021-06-06 08:57
预应力索杆桁架是一种柔性结构体系,因其自重轻,结构形式布置轻盈简洁并富有独特的建筑韵律而受到许多建筑师的青睐。由于其结构形式适用于大跨度的屋顶及玻璃幕墙等,近几十年来被越来越多的建筑所采用。把预应力技术引入普通的桁架结构设计概念中,可以将普通钢构代替为受拉能力更强的高强度材质拉索,达到安全,经济且高效施工的目的。相对于普通的桁架结构体系的研究,预应力桁架体系的力学分析研究相对落后于实际工程运用,因此预应力索杆桁架的位移控制及稳定性是一个值得深入研究的课题。本文就预应力索杆桁架的特点,着重研究了以下几个方面的内容:首先对国内外研究成果进行了梳理,总结了预应力索杆桁架结构的基本理论,介绍了其基本结构形式及计算中的基本定义,给出了索杆体系找形的基本方法及计算的参数的选取。其次分析了索杆桁架中影响竖向位移控制的三个因素,建立了预应力控制、截面大小控制及结构高度控制的基本理论及控制方法,并阐述了三个因素互相之间的制约关系。再次介绍了索杆桁架结构稳定设计的两种稳定理论,运用其原理对建立的计算模型进行分析;阐述了索杆结构布置形式、预应力及平面外构件约束等因素对索杆桁架稳定性能的影响。最后通过对实际工...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１单向索杆桁架的几种形式??
浙江大学硕士专业学位论文?１绪论???图２．１四索单元组成的索杆桁架结构??第二种为初始几何状态不定的情况。依然采用上述四索预应力索杆桁架模型，其初??始状态内节点几何待定，该模型的初始状态几何和内力需满足下列条件：??ｆ（〒）Ｐｉ?＋?（〒）ｐ２?＋?（〒）ｐ３?＋?（〒）ｐ〇?＝?〇??１?紗，＋?＋?辦３?＋?畔。＝０??｛?＿?（ｘｉｑｉ＾２ｑ２＋ｘ３ｑ３＋ｘ０ｑ０＼??ｋ?￣?Ｖ?＾１＋＾２＋＾３＋＾０?）??（池＋列２＋加＋ｙ咖）??Ｐ－２）??上式中，仏＝Ｐ，／Ｉ，，ｘ，ｙ为四索各节点的坐标值。??上述的任意四索结构中，只要确定ｇ值，均可按照上式得到相应的节点坐标值，并计??算得到各个索的长度，从而根据长度与９值的关系计算各索的内力；满足平衡条件的初??始状态几何跟内力就可以确定。??对于这类结构，满足结构正常使用和承载能力的极限状态就能计算出结构的内力分??布，则在结构需要满足建筑设计的要求上可以确定结构的初始状态确几何。??根据以上两种情况的分析，两种情况的索杆桁架均需考虑结构在初始状态几何上的??平衡条件，结构索单元的下料长度是由与原长相等的各个索及杆拼接而成，通过对由下??料长度拼接成的零状态索结构实施预应力就可以达到该索结构的初始状态。??１５??
浙江大学硕士专业学位论文?２单向索杆桁架结构的基本理论??假设索两端有较强边界条件的固定支座，索杆桁架形式为鱼腹式。上下索以中线镜??像布置，上索最低点至下索最高点为１２００ｍ。施加竖向点荷载在每个索杆桁架上弦节点??上，荷载值为１０ｋＮ，索初始截面面积为２００ｍｍ２，撑杆为８０＊６ｍｍ的圆钢管，截面面积为??１３９５ｍｍ２，撑杆高度为１２００ｍｍ。??；ｘａｎｉＤｘ；??节ｆ?５节点６节点７??３５６０?３３６０?３３６０?｜?３３６Ｑ?｜?３３６Ｑ?｜?３３６０?３３６３?ＩＳ６Ｑ?．?３３ＳＯ?３３６０??图３－１结构的初始模型（ｍｍ）??Ｉ養議義?雲議謹１§??￣￣ｔ￣￣、丄￣??＾＂＂＂?????????图３－２结构的节点荷载示意图（ｍｍ）??首先在结构的上弦每个节点施加１０ｋＮ的节点荷载：??当结构计算模型建立完毕后，不施加预应力，采用ＳＡＰ２０００有限元软件进行计算，??结构模型的节点位移如图３－３下所示。??１０＆Ｉ??０．９Ｌ??０７５｜??ＰｔＯｂｊ：７?０．６＿??ＰｔＥｌｍ?７??Ｒ２＝?０??Ｒ３＝?０??？０１５＿??－０３Ｈ??？０４ｓｌ??■ＯｆＭ??图３－３结构无预应力时节点位移示意图（ｍｍ）??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]拉索拱桁架结构受力性能研究[J]. 黄超. 中国高新技术企业. 2015(06)
[2]钢框架预应力支撑结构拉索初始预拉力设计方法[J]. 张爱林,赵亮,刘学春,孙勇. 北京工业大学学报. 2014(12)
[3]大跨张弦桁架结构参数优化设计[J]. 刘树堂. 建筑科学与工程学报. 2013(04)
[4]大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析[J]. 石启印,蔡永刚,李爱群. 四川建筑科学研究. 2012(03)
[5]现代大跨空间结构在中国的应用与发展[J]. 董石麟,邢栋,赵阳. 空间结构. 2012(01)
[6]张弦桁架结构拉索设计预应力影响因素研究[J]. 刘树堂. 广州大学学报(自然科学版). 2011(06)
[7]张弦桁架结构的非线性地震响应及其参数分析[J]. 柯友华,陈波. 钢结构. 2010(03)
[8]基于可靠性的预应力钢桁架结构优化设计[J]. 赵荣家,郭振邦. 天津理工大学学报. 2009(04)
[9]预应力钢结构技术的创新和拓展[J]. 陆赐麟,刘学春. 钢结构. 2008(08)
[10]建筑结构用钢丝束拉索的抗力分项系数研究[J]. 卢家森,张其林,杨联萍,何志军. 同济大学学报(自然科学版). 2005(02)
硕士论文
[1]索托桁架结构性能影响因素分析[D]. 谷鹏.北京交通大学 2011
[2]索托桁架结构稳定与抗震性能研究[D]. 李兴坡.北京交通大学 2011
本文编号：3214049
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１单向索杆桁架的几种形式??
浙江大学硕士专业学位论文?１绪论???图２．１四索单元组成的索杆桁架结构??第二种为初始几何状态不定的情况。依然采用上述四索预应力索杆桁架模型，其初??始状态内节点几何待定，该模型的初始状态几何和内力需满足下列条件：??ｆ（〒）Ｐｉ?＋?（〒）ｐ２?＋?（〒）ｐ３?＋?（〒）ｐ〇?＝?〇??１?紗，＋?＋?辦３?＋?畔。＝０??｛?＿?（ｘｉｑｉ＾２ｑ２＋ｘ３ｑ３＋ｘ０ｑ０＼??ｋ?￣?Ｖ?＾１＋＾２＋＾３＋＾０?）??（池＋列２＋加＋ｙ咖）??Ｐ－２）??上式中，仏＝Ｐ，／Ｉ，，ｘ，ｙ为四索各节点的坐标值。??上述的任意四索结构中，只要确定ｇ值，均可按照上式得到相应的节点坐标值，并计??算得到各个索的长度，从而根据长度与９值的关系计算各索的内力；满足平衡条件的初??始状态几何跟内力就可以确定。??对于这类结构，满足结构正常使用和承载能力的极限状态就能计算出结构的内力分??布，则在结构需要满足建筑设计的要求上可以确定结构的初始状态确几何。??根据以上两种情况的分析，两种情况的索杆桁架均需考虑结构在初始状态几何上的??平衡条件，结构索单元的下料长度是由与原长相等的各个索及杆拼接而成，通过对由下??料长度拼接成的零状态索结构实施预应力就可以达到该索结构的初始状态。??１５??
浙江大学硕士专业学位论文?２单向索杆桁架结构的基本理论??假设索两端有较强边界条件的固定支座，索杆桁架形式为鱼腹式。上下索以中线镜??像布置，上索最低点至下索最高点为１２００ｍ。施加竖向点荷载在每个索杆桁架上弦节点??上，荷载值为１０ｋＮ，索初始截面面积为２００ｍｍ２，撑杆为８０＊６ｍｍ的圆钢管，截面面积为??１３９５ｍｍ２，撑杆高度为１２００ｍｍ。??；ｘａｎｉＤｘ；??节ｆ?５节点６节点７??３５６０?３３６０?３３６０?｜?３３６Ｑ?｜?３３６Ｑ?｜?３３６０?３３６３?ＩＳ６Ｑ?．?３３ＳＯ?３３６０??图３－１结构的初始模型（ｍｍ）??Ｉ養議義?雲議謹１§??￣￣ｔ￣￣、丄￣??＾＂＂＂?????????图３－２结构的节点荷载示意图（ｍｍ）??首先在结构的上弦每个节点施加１０ｋＮ的节点荷载：??当结构计算模型建立完毕后，不施加预应力，采用ＳＡＰ２０００有限元软件进行计算，??结构模型的节点位移如图３－３下所示。??１０＆Ｉ??０．９Ｌ??０７５｜??ＰｔＯｂｊ：７?０．６＿??ＰｔＥｌｍ?７??Ｒ２＝?０??Ｒ３＝?０??？０１５＿??－０３Ｈ??？０４ｓｌ??■ＯｆＭ??图３－３结构无预应力时节点位移示意图（ｍｍ）??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]拉索拱桁架结构受力性能研究[J]. 黄超. 中国高新技术企业. 2015(06)
[2]钢框架预应力支撑结构拉索初始预拉力设计方法[J]. 张爱林,赵亮,刘学春,孙勇. 北京工业大学学报. 2014(12)
[3]大跨张弦桁架结构参数优化设计[J]. 刘树堂. 建筑科学与工程学报. 2013(04)
[4]大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析[J]. 石启印,蔡永刚,李爱群. 四川建筑科学研究. 2012(03)
[5]现代大跨空间结构在中国的应用与发展[J]. 董石麟,邢栋,赵阳. 空间结构. 2012(01)
[6]张弦桁架结构拉索设计预应力影响因素研究[J]. 刘树堂. 广州大学学报(自然科学版). 2011(06)
[7]张弦桁架结构的非线性地震响应及其参数分析[J]. 柯友华,陈波. 钢结构. 2010(03)
[8]基于可靠性的预应力钢桁架结构优化设计[J]. 赵荣家,郭振邦. 天津理工大学学报. 2009(04)
[9]预应力钢结构技术的创新和拓展[J]. 陆赐麟,刘学春. 钢结构. 2008(08)
[10]建筑结构用钢丝束拉索的抗力分项系数研究[J]. 卢家森,张其林,杨联萍,何志军. 同济大学学报(自然科学版). 2005(02)
硕士论文
[1]索托桁架结构性能影响因素分析[D]. 谷鹏.北京交通大学 2011
[2]索托桁架结构稳定与抗震性能研究[D]. 李兴坡.北京交通大学 2011
本文编号：3214049
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