輪輻式索桁架結構是預應力鋼結構體系的一種,其構成機理類似于自行車的車輪:由一個受壓外環(huán)剛性的結構,通過徑向輻射狀拉索,連接到受拉的內環(huán)上。由于對拉索預先施加拉力與外環(huán)結構的壓力平衡來共同形成結構剛度,整個結構屬于自平衡受力體系,對主體結構只豎向傳力無彎矩作用。其造型輕盈、受力效率高、空間跨度大、自重輕、用鋼量少等特點,在國內外體育場等大型公共建筑應用極其廣泛。本文以某圓形輪輻式索桁架屋蓋結構為研究對象,針對結構靜力性能、動力性能、施工前預拼裝技術、施工成形方法和結構抗沖擊性能等進行了系統(tǒng)研究,并結合模型試驗,對理論分析進行了驗證。主要包括以下幾點:（1）對預應力鋼結構具有拉索等柔性構件的特殊性,對拉索索頭與環(huán)梁的耳板進行數(shù)字模擬預拼裝研究�；贐IM技術進行結構設計,建立結構成型態(tài)三維理論模型;利用三維激光掃描技術對自然狀態(tài)拉索掃描,得到拉索實測模型;針對柔性拉索的幾何非線性程度高,成型后具有預應力的特點,提出了對柔性拉索的數(shù)字模型的修正方法;選取構件的特征擬合點,通過坐標轉換進行數(shù)字模擬預拼裝;并將錯邊結果輔以有限元修正,誤差引起的索力變化在5%以內;最后以1:10的輪輻式索桁架結構... 

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
        1.1.1 大跨空間結構的發(fā)展
        1.1.2 輪輻式索桁架結構的發(fā)展
        1.1.3 空間鋼結構預拼裝的發(fā)展
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 力學性能研究現(xiàn)狀
        1.2.2 施工張拉研究現(xiàn)狀
        1.2.3 預拼裝研究現(xiàn)狀
        1.2.4 落錘沖擊研究現(xiàn)狀
    1.3 研究思路與工作內容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 主要研究內容
第2章 輪輻式索桁架數(shù)字模擬預拼裝
    2.1 模型概況
        2.1.1 相似比關系
        2.1.2 建立結構BIM模型
        2.1.3 桿件截面
        2.1.4 節(jié)點設計
        2.1.5 測點布置
        2.1.6 制作過程
    2.2 拉索的實測模型
        2.2.1 拉索的實體三維掃描
        2.2.2 修正單根拉索實測模型
    2.3 拉索的數(shù)字模擬預拼裝
        2.3.1 局部坐標系中坐標擬合
        2.3.2 整體坐標系中坐標擬合
    2.4 數(shù)字模擬預拼裝結果及分析
    2.5 本章小結
第3章 輪輻式索桁架施工張拉試驗
    3.1 施工張拉方案
        3.1.1 先張拉上徑向索
        3.1.2 頂升內撐桿
        3.1.3 張拉環(huán)索
    3.2 施工張拉方案分析
        3.2.1 先張拉上徑向索方案特點
        3.2.2 頂升內撐桿方案特點
        3.2.3 張拉環(huán)索方案特點
        3.2.4 張拉過程中的撐桿傾斜
    3.3 方案的對比分析
    3.4 本章小結
第4章 輪輻式索桁架力學性能分析
    4.1 靜力加載試驗
        4.1.1 靜力加載方案
        4.1.2 半跨加載
        4.1.3 滿跨加載
    4.2 結構模態(tài)試驗
        4.2.1 有限元模態(tài)分析
        4.2.2 試驗模態(tài)分析
    4.3 參數(shù)分析
        4.3.1 拉索預應力的影響
        4.3.2 矢高的影響
        4.3.3 內外環(huán)直徑比的影響
    4.4 本章小結
第5章 輪輻式索桁架落錘沖擊試驗
    5.1 實驗方案與內容
    5.2 實驗結果
    5.3 數(shù)值模擬
        5.3.1 模型的建立
        5.3.2 計算結果與分析
    5.4 不同沖擊點的結構響應
    5.5 結論
結論與展望
    結論
    展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間申報的專利和發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3711948