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轮辐式空间索膜结构的静态定性试验与损伤分析的探讨

孙健美  
【摘要】: 轮辐式全张拉索膜结构具有质量轻、受力合理以及可以跨越大跨度等优点。它是一种源于自行车车轮的构造,并结合膜材自重轻的特点由索、膜和周边的压环共同组成的一种新颖的结构体系。这种轮辐式结构由内拉环、径向拉索和外压环构成,通过对径向拉索施加预应力,形成外环受压,内环受拉的自平衡体系。结构内部的预应力水平以及分布对结构体系的刚度及工作性能起着至关重要的作用。然而轮辐式索膜结构在使用过程中,由于外界荷载及环境等因素的影响,有可能导致拉索产生预应力松弛,且当预应力的损失达到一定的程度后,结构的性态就会发生明显变化,可能造成危险。因此,对轮辐式空间索膜结构开展损伤监测和安全评估的研究是很有必要的,同时,结构的损伤修复与识别同样值得研究。 本文以轮辐式空间索膜结构为研究对象,并对佛山世纪莲体育场屋盖结构的定性模型开展研究,通过对可能导致结构破坏需要重点研究和预警的损伤进行研究分类,并用ANSYS有限元分析程序作定性模型的建模,确定结构的基本模型,再进行数值模拟试验和定性模型试验,随后将结构上各点的实时响应与结构的基本模型相比较,通过对结构的完整性判断,研究各种损伤对结构的影响。结合ANSYS有限元分析程序作定性模型的建构,探讨轮辐式大跨度全张拉索膜结构损伤的识别,定量指导损伤修复工作的开展。


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