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大跨度索网结构索力计算与测量方法研究

李康业  
【摘要】:索力计算和索力测量是大跨度索网结构设计和施工的重点问题,同时也是难点问题。大跨度索网结构的结构复杂,拉索形式众多,在施工过程中,拉索的受力行为具有明显非线性特点。因此在施工仿真分析阶段正确计算拉索的索力变化,以及在实际施工过程和长期健康监测阶段客观测量拉索的索力变化,对指导大跨度索网结构设计、施工和正常运营具有重要的现实意义。 全文工作分为三个基本部分。第一部分主要介绍索力计算中的非线性问题,其中包括几何非线性与边界非线性的若干基本概念,归纳索力计算的常用方法,在此基础上提出一种新的非线性索单元,并利用接触单元解决拉索与地面间接触的边界非线性问题。第二部分主要介绍索力测量的常用方法,归纳现有索力测量方法的优点与缺点,并提出一种新的索力测量方法,即基座夹具测量法,通过试验研究验证其实用性。第三部分介绍温度对大跨度索网结构索力的影响,计算了深圳市宝安体育场大跨度索网结构不同温度工况下索力的变化量,并与长期健康监测系统测量得到的索力数据进行对比分析。 本文对大跨度索网结构索力计算与测量方法研究显示: (1)新的非线性索单元能正确反映拉索张拉施工过程中的几何非线性问题; (2)采用基座夹具测量法测量索力有其实用性,能够有效测量拉索张拉后期以及结构运营期间索力的变化; (3)年温差对结构运营期间的索力影响不能忽略。


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