成都新国际会展中心空间钢屋盖结构优化研究

【摘要】： 下弦管内预应力梭形空间桁架结构是梭形空间桁架和预应力相结合的新型空间结构形式,在成都新国际会展中心工程中得到了应用。本文以成都新国际会展中心工程为背景,展开相关研究工作,主要包括以下几方面内容: (1)讨论了下弦管内预应力梭形空间桁架的计算方法,得出了其等效荷载的简化计算方法; (2)对下弦管内预应力梭形空间桁架结构进行力学性能研究,探讨该结构中预应力的作用; (3)根据线性规划法理论提出了增加施工状态约束的单次预应力钢结构优化设计方法,并以下弦管内预应力梭形空间桁架结构作为算例,对其进行了验证; (4)提出采用耦合节点的方法来模拟预应力索在下弦管内的滑动,并对耦合节点方法和等效荷载方法进行了计算比较; (5)讨论了下弦管内预应力梭形空间桁架的初始预应力的确定和实现方法,并编制了二次开发的APDL程序,该程序计算循环次数低,是一种有效的计算方法,同时,该程序还适用于其它预应力钢结构如张弦桁架的分析; (6)对空间桁架结构、预应力桁架结构和张弦梁结构三种广泛使用的梁式屋盖结构体系进行分析,得出了三种结构形式在不同跨度范围内的造价曲线,由此得出三种结构适用的经济跨度; (7)提出一些有价值的结论和建议供类似工程参考。