【摘要】：弦支穹頂是由上部網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與下部索撐體系組合而成的復(fù)合空間結(jié)構(gòu),因其受力合理,形態(tài)優(yōu)美而被廣泛應(yīng)用于大型體育館、機(jī)場(chǎng)航站樓及會(huì)展中心等大跨度公共建筑中。弦支穹頂結(jié)構(gòu)施工安裝過程中上部單層網(wǎng)殼對(duì)缺陷甚為敏感,下部索撐體系需施加合理預(yù)應(yīng)力后方能發(fā)揮結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。因此,施工過程中種種因素引起的網(wǎng)殼初始缺陷和索撐體系的預(yù)應(yīng)力偏差,必將對(duì)結(jié)構(gòu)造成不容忽視的影響。論文在總結(jié)分析弦支穹頂結(jié)構(gòu)中的各種施工誤差問題基礎(chǔ)上,針對(duì)弦支穹頂結(jié)構(gòu)施工中可能存在的缺陷展開了深入研究。基于概率統(tǒng)計(jì)理論,開展弦支穹頂結(jié)構(gòu)性能對(duì)施工中可能存在的缺陷敏感性分析,為上部結(jié)構(gòu)安裝及下部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力張拉方案提出建議。論文展開的工作及主要結(jié)論如下:1、論文首先闡述了弦支穹頂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的相關(guān)問題,指出分析結(jié)構(gòu)受力性能前必然需要進(jìn)行找力過程以對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力準(zhǔn)確施加,結(jié)合線性屈曲分析與非線性分析對(duì)弦支穹頂結(jié)構(gòu)極限承載力算法進(jìn)行闡述。2、針對(duì)施工中弦支穹頂上部結(jié)構(gòu)可能存在的初始缺陷問題,指出這些誤差必將影響上部網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的性能,進(jìn)而對(duì)弦支穹頂整體結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響。以敏感性分析相關(guān)理論為基礎(chǔ),運(yùn)用蒙特卡羅法進(jìn)行弦支穹頂結(jié)構(gòu)性能對(duì)上部結(jié)構(gòu)初始缺陷(節(jié)點(diǎn)定位偏差、桿件初彎曲、桿件初偏心)敏感性分析,以及采用一致缺陷模態(tài)法分析桿件截面尺寸誤差對(duì)弦支穹頂結(jié)構(gòu)性能影響。明確了上部結(jié)構(gòu)初始缺陷對(duì)弦支穹頂結(jié)構(gòu)極限承載力影響程度,并根據(jù)相關(guān)敏感趨勢(shì)圖為施工中進(jìn)行上部網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝提出若干建議。3、針對(duì)施工中環(huán)索預(yù)應(yīng)力損失問題。弦支穹頂?shù)母咝阅茉谟谙虏克鲹误w系預(yù)應(yīng)力施加,然而施工中必然存在環(huán)索內(nèi)力與設(shè)計(jì)值之間存在誤差,下部索撐體系預(yù)應(yīng)力損失必然會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響。以蒙特卡羅法為基礎(chǔ)結(jié)合穩(wěn)定性原理和張拉補(bǔ)償法原理研究弦支穹頂結(jié)構(gòu)性能對(duì)下部索撐體系預(yù)應(yīng)力偏差在5%范圍內(nèi)、10%范圍內(nèi)及15%范圍內(nèi)敏感性。明確了弦支穹頂環(huán)索預(yù)應(yīng)力損失對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的影響,提出了弦支穹頂預(yù)應(yīng)力施工中應(yīng)精確監(jiān)控最外圈環(huán)索內(nèi)力的建議。論文最后對(duì)研究工作進(jìn)行了總結(jié),并提出進(jìn)一步研究中亟待解決的問題。
【圖文】：

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文受到自然規(guī)律帶來的靈感，二十世紀(jì)五十年代美國(guó)著名建筑師富勒（R.B.Fuller）提出了“張拉整體”概念，富勒認(rèn)為“壓桿的孤島存在于拉桿的海洋中”，之后，莫特羅對(duì)張拉整體結(jié)構(gòu)繼續(xù)創(chuàng)新，使得其概念有了更為準(zhǔn)確的定義：由一系列受壓桿件和一系列受拉桿件組成的自平衡結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)的剛度大小由預(yù)應(yīng)力的大小決定，施加預(yù)應(yīng)力越大剛度也就越大[4]。但是在工程中全張拉結(jié)構(gòu)還沒有，真正體現(xiàn)出張拉整體結(jié)構(gòu)思想的工程實(shí)踐時(shí)在 1986 年漢城體育館，而這一工程的成功建造要?dú)w功于美國(guó)已故著名工程師 D.H.Geiger，，他在富勒提出“張拉整體概念”的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了在支承于周邊受壓環(huán)梁上的一種索桿預(yù)應(yīng)力張拉整體穹頂體系，即Geiger 型索穹頂如圖 1-1 所示。再后來美國(guó)著名工程師 Levy 對(duì) D.H.Geiger 的索穹頂進(jìn)一步改進(jìn)，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使結(jié)構(gòu)構(gòu)成立體桁架體系，其整體穩(wěn)定性比 Geiger 型索穹頂更好，即 Levy 型索穹頂如圖 1-2 所示。

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文受到自然規(guī)律帶來的靈感，二十世紀(jì)五十年代美國(guó)著名建筑師富勒（R.B.Fuller）提出了“張拉整體”概念，富勒認(rèn)為“壓桿的孤島存在于拉桿的海洋中”，之后，莫特羅對(duì)張拉整體結(jié)構(gòu)繼續(xù)創(chuàng)新，使得其概念有了更為準(zhǔn)確的定義：由一系列受壓桿件和一系列受拉桿件組成的自平衡結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)的剛度大小由預(yù)應(yīng)力的大小決定，施加預(yù)應(yīng)力越大剛度也就越大[4]。但是在工程中全張拉結(jié)構(gòu)還沒有，真正體現(xiàn)出張拉整體結(jié)構(gòu)思想的工程實(shí)踐時(shí)在 1986 年漢城體育館，而這一工程的成功建造要?dú)w功于美國(guó)已故著名工程師 D.H.Geiger，他在富勒提出“張拉整體概念”的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了在支承于周邊受壓環(huán)梁上的一種索桿預(yù)應(yīng)力張拉整體穹頂體系，即Geiger 型索穹頂如圖 1-1 所示。再后來美國(guó)著名工程師 Levy 對(duì) D.H.Geiger 的索穹頂進(jìn)一步改進(jìn)，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使結(jié)構(gòu)構(gòu)成立體桁架體系，其整體穩(wěn)定性比 Geiger 型索穹頂更好，即 Levy 型索穹頂如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU399

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2658522