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弦支穹顶结构的静力性能研究

姚姝  
【摘要】: 弦支穹顶结构是基于单层球面网壳和张拉整体体系的一种新型合理的混合大跨空间结构。下部张拉体系使弦支穹顶结构大大减小了对下部周边支承的作用,提高了结构的整体刚度和稳定性,并且施工难度较索穹顶结构更容易,操作更方便。 本文在总结前人研究的基础上,了解弦支穹顶结构的特点,回顾并阐述弦支穹顶结构在国内外的发展过程。 应用大型有限元分析软件ANSYS,对弦支穹顶结构的典型算例进行静力性能分析,掌握其静力性能分析方法。将该结构和相同几何参数的单层球面网壳的静力性能进行对比,初步熟悉了弦支穹顶结构的静力性能,为后面系统的结构参数分析奠定基础。 分别对40m、50m、60m和80m跨度的弦支穹顶结构展开了大规模的系统的参数分析。通过对矢跨比、撑杆高度、环索布置方式和预应力大小等结构参数的研究,总结了他们的变化对结构的静力性能的影响规律。主要包括最大径向水平支座力、结构的竖向位移和杆件的受力等方面的具体研究。给出了对于不同结构参数的合理的建议取值范围,希望为以后更多的工程设计和实践提供有价值的参考。 本文最后还总结了工程中常用的弦支穹顶结构的节点形式和详细的节点构造。另外,对这种新型结构的施工方法进行了探讨,对几种施工方案的可行性进行了初步研究。希望可以为以后弦支穹顶结构工程施工提供参考。


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