發(fā)布時間：2017-07-17 11:27

  本文關鍵詞：大跨度輻射式張弦梁結構的靜力穩(wěn)定性及施工仿真分析

  更多相關文章： 輻射式張弦梁結構 預應力 自平衡索力比值法 一致缺陷模態(tài)法 桿件初彎曲 施工仿真

【摘要】：張弦梁結構是由剛性壓彎構件上弦拱、柔性拉索(鋼拉桿)及撐桿組合而成的雜交結構體系,受力合理,近年來在大跨度結構中得到了廣泛的應用。本文在前人研究的基礎上,對輻射式張弦梁結構的靜力性能、靜力穩(wěn)定性及施工仿真等問題進行研究。主要工作如下:(1)對圓形和橢圓形輻射式張弦梁結構的預應力確定方法進行研究,提出了自平衡索力比值法,并以算例進行驗證。在此基礎上,對輻射式張弦梁及相應單層網(wǎng)殼的靜力性能進行對比分析,并探討拱的矢跨比、活載的半跨分布等參數(shù)改變的影響。分析表明:以自平衡索力比值法作為結構預應力的確定方法行之有效,可實現(xiàn)控制參數(shù)(支座水平徑向位移)接近為零的預期目標;下部索桿體系的引入,減小了結構的變形和上弦拱的內力,有效增大了結構的剛度,改善了結構的受力性能;在結構高跨比確定的情況下(一般取1/10),隨著拱矢跨比的增大,結構的變形和上弦拱的內力均隨之減小,工程實踐中,建議拱的矢跨比取0.06;活載半跨分布對結構的變形和上弦拱的內力更為不利。(2)對圓形和橢圓形輻射式張弦梁結構進行穩(wěn)定性分析,探討不同的整體初始幾何缺陷引入方式、參數(shù)改變及桿件初彎曲等對結構穩(wěn)定性能的影響。研究表明:基于非線性屈曲模態(tài)的一致缺陷模態(tài)法具有更高的計算效率,且計算結果最不利,建議采用該法引入結構的初始缺陷;拱的矢跨比越大,結構的穩(wěn)定承載力系數(shù)越高,相比橢圓形結構,圓形結構對矢跨比的變化更敏感,工程實踐中,拱的矢跨比取0.06同樣較為合適;活載的半跨分布對結構的穩(wěn)定極限承載力并不起控制作用;與僅考慮整體初始幾何缺陷的分析結果相比,桿件初彎曲的引入降低了結構的穩(wěn)定極限承載力;隨著桿件初彎曲幅值的增大,其穩(wěn)定承載力系數(shù)逐漸降低,但降幅不顯著。(3)分別采用一階段張拉法和三階段張拉法,對無缺陷和有缺陷(整體初始幾何缺陷)的圓形和橢圓形輻射式張弦梁結構進行施工仿真分析。結果表明:與一階段張拉法相比,三階段張拉法對拉索本身的受力和結構的變形較為有利,工程實踐中,建議采用三階段張拉法;整體初始幾何缺陷對結構施工仿真分析的影響不顯著。
【關鍵詞】：輻射式張弦梁結構 預應力 自平衡索力比值法 一致缺陷模態(tài)法 桿件初彎曲 施工仿真
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU399
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-15
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 張弦梁結構的概念10-11
• 1.1.3 張弦梁結構的分類11-12
• 1.1.4 工程應用12-15
• 1.2 國內外研究綜述15-18
• 1.3 本文的主要工作18-19
• 第二章 輻射式張弦梁結構的靜力性能研究19-42
• 2.1 引言19
• 2.2 預應力確定方法19-30
• 2.2.1 張弦梁結構的形態(tài)定義20
• 2.2.2 張弦梁結構中預應力的作用20-21
• 2.2.3 預應力確定方法——自平衡索力比值法21-25
• 2.2.4 驗證算例25-30
• 2.3 輻射式張弦梁結構的靜力分析30-33
• 2.3.1 計算模型30
• 2.3.2 分析結果30-33
• 2.4 參數(shù)分析33-40
• 2.4.1 矢跨比的影響33-36
• 2.4.2 活載半跨分布的影響36-40
• 2.5 本章小結40-42
• 第三章 輻射式張弦梁結構的靜力穩(wěn)定性分析42-64
• 3.1 引言42
• 3.2 分析方法42-46
• 3.2.1 特征值屈曲分析42-43
• 3.2.2 非線性屈曲分析43
• 3.2.3 初始缺陷的引入方式43-46
• 3.3 輻射式張弦梁結構的穩(wěn)定性分析46-56
• 3.3.1 特征值屈曲分析46-48
• 3.3.2 理想結構非線性屈曲分析48-49
• 3.3.3 結構整體初始幾何缺陷不同引入方式的對比49-56
• 3.4 參數(shù)分析56-59
• 3.4.1 矢跨比的影響56-58
• 3.4.2 活載半跨分布的影響58-59
• 3.5 桿件初彎曲的影響59-63
• 3.5.1 初彎曲的模擬方法及分析流程59-61
• 3.5.2 分析結果61-63
• 3.6 本章小結63-64
• 第四章 輻射式張弦梁結構的施工仿真分析64-81
• 4.1 引言64-65
• 4.2 施工模擬方法65-70
• 4.2.1 拉索預應力的仿真方法65
• 4.2.2 拉索初應變的確定方法——初應變比值法65-69
• 4.2.3 拉索張拉全過程的仿真分析方法69
• 4.2.4 拉索張拉方案的選取原則69-70
• 4.3 無缺陷結構的施工仿真分析70-75
• 4.4 有缺陷結構的施工仿真分析75-80
• 4.4.1 一階段張拉75-77
• 4.4.2 三階段張拉77-80
• 4.5 本章小結80-81
• 結論與展望81-83
• 參考文獻83-88
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果88-89
• 致謝89-90
• 附件90

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本文編號：553396