由于弦支網(wǎng)殼高效的結(jié)構(gòu)效能和優(yōu)美的建筑效果近年來在世界各地廣泛應(yīng)用。而弦支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)對不均勻的風(fēng)雪荷載十分敏感。近年來大跨度空間結(jié)構(gòu)風(fēng)雪致災(zāi)機理的研究已經(jīng)取得很好的成果,但關(guān)于不均勻的風(fēng)雪荷載對弦支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)影響的研究還較少見到。通過建立K6（凱威特型6扇區(qū)）弦支網(wǎng)殼ANSYS有限元模型,采用撐桿控制面積法確定預(yù)應(yīng)力比,以支座徑向位移相等準(zhǔn)則確定預(yù)應(yīng)力幅值。雪荷載穩(wěn)定分析中,依據(jù)相關(guān)規(guī)范選取雪荷載,采用雪荷載全跨、半跨、最外兩環(huán)半跨的分布形式和均勻分布、非均勻分布形式進行排列組合,得到6種荷載分布形式。風(fēng)荷載分析中,借助MATLAB軟件模擬生成風(fēng)速時程,依據(jù)AR（Auto Regressive）模型理論,考慮空間結(jié)構(gòu)平均風(fēng)與脈動風(fēng)的特性以及空間相關(guān)性。利用數(shù)值分析軟件對雪荷載以及風(fēng)雪荷載共同作用下弦支網(wǎng)殼的靜力穩(wěn)定性和動力穩(wěn)定性進行系統(tǒng)分析研究。結(jié)合B-R（Budiansky-Roth）判定準(zhǔn)則和拉索松弛情況進行分析。分析結(jié)果表明:6種雪荷載布置形式下,弦支網(wǎng)殼在半跨非均布較大雪載作用下,穩(wěn)定承載力最小。最外兩環(huán)半跨均布形式下,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力最大。通過與K6單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)結(jié)果對比,在對結(jié)... 

【文章來源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

空間結(jié)構(gòu)分類Fig.1.1Classificationofspatialstructure

1.1 弦支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的分類和特點弦支網(wǎng)殼形式的最早提出者，是日本政法大學(xué)的川口衛(wèi)（M.Kawagucki）教授。他分析了單層網(wǎng)殼以及索穹頂?shù)牟町悾瑢⑵洳糠纸M合，組成現(xiàn)在廣泛接受的弦支網(wǎng)殼[3]。弦支網(wǎng)殼主要構(gòu)件包括索與桿，對索施加預(yù)應(yīng)力，由撐桿向上傳力并使網(wǎng)殼擁有一個向上的位移，從而減小荷載造成的向下位移。同樣，預(yù)應(yīng)力帶來向內(nèi)的拉力也會降低支撐結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。由于諸如上述的優(yōu)點相對單層網(wǎng)殼以及索穹頂，弦支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)使得支座與環(huán)梁負(fù)擔(dān)減小，降低施工難度。弦支網(wǎng)殼整體處于自平衡狀態(tài)，在設(shè)計上也會充分發(fā)揮材料的優(yōu)勢，使得拉索和桿件所用的鋼材利用效率高，也會使結(jié)構(gòu)的形式有許多變化。弦支網(wǎng)殼主要分為兩大類。其中，上部為球面網(wǎng)殼時，稱為弦支穹頂。根據(jù)上部單層球面網(wǎng)殼的不同類型可以分為六種：肋環(huán)型弦支穹頂、施威德勒型弦支穹頂、凱威特型弦支穹頂、聯(lián)方型弦支穹頂、三向網(wǎng)格型弦支穹頂、短程線型弦支穹頂[4]。根據(jù)文獻[4]簡要說明幾種弦支穹頂?shù)奶攸c。如圖 1.2 為肋環(huán)型弦支穹頂。此形式是在上部單層網(wǎng)殼為肋環(huán)型球面網(wǎng)殼的基礎(chǔ)上，加入下部索撐體系而形成的弦支網(wǎng)殼。由于此類弦支網(wǎng)殼下部布置的索連續(xù)，肋環(huán)型弦支穹頂下部環(huán)索之間的預(yù)應(yīng)力值相等，適用于中跨度和小跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)。

如圖 1.2 為肋環(huán)型弦支穹頂。此形式是在上部單層網(wǎng)殼為肋環(huán)型球面網(wǎng)殼的基礎(chǔ)上，加入下部索撐體系而形成的弦支網(wǎng)殼。由于此類弦支網(wǎng)殼下部布置的索連續(xù)，肋環(huán)型弦支穹頂下部環(huán)索之間的預(yù)應(yīng)力值相等，適用于中跨度和小跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)。圖 1.2 肋環(huán)型弦支穹頂Fig.1.2 Geiger cable-suspended dome如圖 1.3 為施威德勒型弦支穹頂。此類型上部為施威德勒型網(wǎng)殼，下部引入徑向桿、緯向桿和斜桿，這是在肋環(huán)型單層球面網(wǎng)殼上進行的改良類型。下部的斜桿是用來增強網(wǎng)殼的整體剛度，以來承受較大非對稱荷載。而斜桿布置方式會根據(jù)上部單層網(wǎng)殼的各種因素（如跨度、荷載類型、荷載大小等）來確定。施威德勒型弦支穹頂由于上部采用雙斜桿形式，使得結(jié)構(gòu)更合理和美觀。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]弦支穹頂局部環(huán)索斷索動力沖擊效應(yīng)試驗[J]. 王霄翔,陳志華,劉紅波,金海,宋衛(wèi)乾.  天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(11)
[2]聯(lián)方網(wǎng)殼及其弦支結(jié)構(gòu)的沖擊性能[J]. 鄭亮,尤陽,李文政,尹帥,董彥莉.  武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(04)
[3]弦支穹頂在非高斯脈動風(fēng)作用下的響應(yīng)分析[J]. 許逸文,呂令毅.  工程建設(shè). 2017(03)
[4]臺風(fēng)作用下弦支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動力失效[J]. 謝恩獻,袁行飛,陳沖.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(02)
[5]不對稱及非均勻雪荷載下單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性研究[J]. 王軍林,李紅梅,任小強,孫建恒,李媛.  空間結(jié)構(gòu). 2016(04)
[6]單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)屋面雪荷載最不利布置研究[J]. 杜文風(fēng),高博青,董石麟.  工程力學(xué). 2014(03)
[7]聯(lián)方凱威特型弦支穹頂結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力設(shè)定的探討[J]. 陳向榮,李小利,李海龍,劉偉.  四川建筑科學(xué)研究. 2013(05)
[8]肋環(huán)型剛性索穹頂結(jié)構(gòu)的靜動力性能分析[J]. 岑迪欽.  建筑結(jié)構(gòu). 2013(15)
[9]B-R準(zhǔn)則在大跨空間結(jié)構(gòu)風(fēng)致動力穩(wěn)定中的應(yīng)用[J]. 黃友欽,傅繼陽.  廣州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(06)
[10]弦支穹頂結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計的研究[J]. 劉樹堂.  建筑鋼結(jié)構(gòu)進展. 2012(06)

博士論文
[1]弦支穹頂?shù)膹椝苄钥拐鹦阅苎芯縖D]. 王瓊.浙江大學(xué) 2013
[2]弦支叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的理論分析與試驗研究[D]. 朱明亮.浙江大學(xué) 2012
[3]弦支穹頂結(jié)構(gòu)的理論分析與試驗研究[D]. 郭佳民.浙江大學(xué) 2008
[4]弦支穹頂結(jié)構(gòu)的理論研究[D]. 張明山.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]大跨弦支穹頂環(huán)索預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 黃衛(wèi)林.廣州大學(xué) 2017
[2]弦支單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)強震下的彈塑性性能分析[D]. 南力菲.太原理工大學(xué) 2015
[3]矩形弦支網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的靜力性能分析[D]. 汪世安.西安建筑科技大學(xué) 2015
[4]弦支穹頂結(jié)構(gòu)與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震性能的對比分析[D]. 胡曉雷.太原理工大學(xué) 2011
[5]凱威特—聯(lián)方型弦支穹頂結(jié)構(gòu)靜力性能及穩(wěn)定性分析[D]. 趙崎.西安建筑科技大學(xué) 2011
[6]不同布索與支撐形式的柱面網(wǎng)殼在無站臺柱雨棚中的應(yīng)用[D]. 杜鋼.浙江大學(xué) 2011
[7]弦支穹頂結(jié)構(gòu)的靜力性能及穩(wěn)定性分析[D]. 李政方.武漢理工大學(xué) 2009
[8]弦支穹頂結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析[D]. 谷昊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3127056