【摘要】：由于全球變暖的趨勢日益增加,揚(yáng)沙和發(fā)生在我國中東部一帶的霧霾天氣也日益增多,嚴(yán)重影響到人們的正常生活和工作。本文基于一種新型的城市穹頂理念,考慮將部分建筑物或是基礎(chǔ)設(shè)施配套齊全的小區(qū)籠罩在超大跨度穹頂結(jié)構(gòu)之下,依靠穹頂結(jié)構(gòu)來抵御惡劣的自然環(huán)境,通過結(jié)構(gòu)內(nèi)部各種配套設(shè)施調(diào)節(jié)環(huán)境溫度和濕度,形成內(nèi)部適宜人類居住和工作的環(huán)境。城市生態(tài)穹頂應(yīng)該是超大跨度的封閉結(jié)構(gòu)。本文在已有超大跨度空間結(jié)構(gòu)形體及施工研究成果的基礎(chǔ)上,以跨度為300米的球面立體桁架巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為主要研究對象,對其結(jié)構(gòu)選型、靜力性能與施工技術(shù)和施工過程模擬等方面進(jìn)行研究。巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)包括主結(jié)構(gòu)和子結(jié)構(gòu)兩部分。徑向和環(huán)向立體桁架構(gòu)成的主結(jié)構(gòu)是主要受力部分,子結(jié)構(gòu)平板網(wǎng)架為次要受力結(jié)構(gòu)。本文在結(jié)構(gòu)靜力分析時,采用主結(jié)構(gòu)單獨(dú)承載和主結(jié)構(gòu)、子結(jié)構(gòu)兩者協(xié)同承載兩種方法,對比了兩種計(jì)算方法下結(jié)構(gòu)自振特性、支座反力、節(jié)點(diǎn)最大位移和桿件內(nèi)力差別。同時,本文在總結(jié)現(xiàn)有空間結(jié)構(gòu)施工方法的基礎(chǔ)上,提出了針對文中模型的一種新的施工方法—分步頂升施工法。這種方法是在攀達(dá)穹頂施工法和逆做安裝法的基礎(chǔ)上,將結(jié)構(gòu)的整體頂升技術(shù)和拼裝技術(shù)結(jié)合起來,先對中心結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)形結(jié)構(gòu)地面原形拼裝,將中心結(jié)構(gòu)頂升后,高空補(bǔ)齊中心結(jié)構(gòu)與環(huán)形結(jié)構(gòu)之間的桿件,逐次將中心結(jié)構(gòu)從內(nèi)向外進(jìn)行施工。與攀達(dá)穹頂法不同的是,這種方法不需要在結(jié)構(gòu)中設(shè)置單軸鉸,在施工中不會形成機(jī)構(gòu),但是保留了攀達(dá)穹頂法可以在地面完成大部分構(gòu)件拼裝的優(yōu)點(diǎn)。在施工過程模擬分析時,經(jīng)判斷給出了每次頂升時千斤頂?shù)捻斏恢煤蛿?shù)目,考慮結(jié)構(gòu)在夏季溫度最高時和冬里溫度最低施工時由溫度變化帶給結(jié)構(gòu)施工過程的影響,記錄每個施工階段結(jié)構(gòu)變形和構(gòu)件的最大應(yīng)力,判斷分步頂升施工方法的可行性和結(jié)構(gòu)的最優(yōu)施工時段,給出當(dāng)無法避開最惡劣的季節(jié)施工時可以采取的適當(dāng)方法來保證結(jié)構(gòu)施工過程的安全性。此外,還對結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)預(yù)調(diào)值進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和給出了千斤頂頂升支架拼裝的方法。分析結(jié)果表明,采用主結(jié)構(gòu)單獨(dú)承載的計(jì)算方法基本上能反映整體結(jié)構(gòu)的靜力性能,但是需要對網(wǎng)架與桁架連接處的網(wǎng)架局部上弦桿件進(jìn)行加強(qiáng)。分步頂升施工法適用于本文模型；溫升作用對結(jié)構(gòu)施工過程有較大影響,應(yīng)避開夏季最高溫季節(jié)施工,無法避開時選擇夏季每天最低溫時段施工。超大跨度結(jié)構(gòu)在施工前必須進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)調(diào)。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU399;TU745

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2536775