文档介绍：天津大学
硕士学位论文
张弦梁结构的节点设计及其极限承载力的有限元分析
姓名:胡贵生
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:丁阳
20070601
摘要关键词:’张弦粱结构,节点形式,有限元,非线性,极限承载力张弦梁结构由于具有良好的受力性能和经济指标而越来越得到人们的重视。张弦梁结构是新型的预应力空间结构体系,具有受力合理、自重轻、杆件类型少等特点。但是,张弦梁结构节点种类较多,形式多样,受力复杂。因此,张弦梁结构节点的设计则显得尤为重要。本文首先归纳了国内外常用的、成熟的钢管节点形式,并概述了国内几个典型的张弦梁结构工程实例的节点。然后结合天津站雨蓬改造工程的张弦梁结构设计,对索端锚固节点、统鸥擞肷舷业牧咏诘恪型撑杆与索的连接节点、支座节点和柱顶分叉节点等节点进行了设计,经过计算对比分析确定了合理的节点形式。建立了节点的有限元模型,对索端锚固节点和柱顶分叉节点进行了极限承载力的非线性分析。对比分析了上弦杆和跨间上弦杆间是否设置圆弧过渡对索端锚固节点的极限承载力的影响,讨论了耳板与上弦杆连接的相贯量对索端锚固节点的极限承载力和变形的影响。计算得出了柱顶分叉节点的轴压极限承载力和压弯极限承载力。
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导师签名:学位论文作者签名:翻麦生学位论文作者签名:嘏袁生年独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁鲞盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解墨盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权基鲞态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检工口年耭日签字日期:工分甏踉耭本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:日
【,是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构—是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中问连以撑杆形成的混合结构体系,其结构组成是一种新型自平衡体系,是一种大跨度预应力空间结构体系,也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势,并且制造、运输、施工简捷方便,因此其有良好的应用前景。图畔伊航峁故疽馔目前,普遍认为张弦梁结构的受力机理【课Mü谙孪依髦惺┘釉びακ上弦压弯构件产生反挠度,结构在荷载作用下的最终挠度得以减少,而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支撑,改善结构的受力性能。一般上弦的压弯构件采用拱梁或桁架拱,在荷载作用下拱的水平推力由下弦的抗拉构件承受,减轻拱对支座产生的负担,减少滑动支座的水平位移。由此可见,张弦梁结构可充分发挥高强索的强抗拉性能改善整体结构受力性能,使压弯构件和抗拉构件取长补短,协同工作,达到自平衡,充分发挥了每种结构材料的作用。所以,张弦梁结构在充分发挥索的受拉性能的同时,由于具有抗压抗弯能力的桁架或拱而使体系的刚度和稳定性大为加强。并且由于张弦梁结构是一种自平衡体系,使得支承结构的受力饿维振娥■■畂●■●觥觥觥觥瘛觥觥鯻。■■●■●■■■■■一
一一一黎豁一畔伊航峁沟姆掷ハ蛘畔伊航峁双向张弦梁结构嘞蛘畔伊航峁辐射式张弦梁结构大为减少。如果在施工过程中适当的分级施加预拉力和分级加载,将有可能使得张弦梁结构对支承结构的作用力减少到最小限度。张弦梁结构按受力特点可以分为平面张弦梁结构和空问张弦粱结构。平面张弦梁结构是指其结构构件位于同一平面内,且以平面内受力为丰的张弦梁结构。平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为三种基本形式【:直线型张弦梁、拱形张弦梁、入字型张弦梁结构缤V毕咝驼畔伊航峁狗要用于楼板结构和小坡度屋面结构,拱形张弦梁结构充分发挥了上弦拱的受力优势,适用于大跨度的屋盖结构,入字型张弦梁结构适用于跨度较小的双坡屋盖结构。毕咝驼畔伊靶握畔伊俗中驼畔伊图平面张弦梁结构空间张弦梁结构是以平面张弦梁结构为基本组成单元,通过不同形式的空阔布置所形成的张弦梁结构。空问张弦梁结构主要有单向张弦梁结构、双向张弦梁结构、多向张弦梁结构、辐射式张弦梁结构‘缤.。图空间张弦梁结构单向张弦梁结构由于设置了纵向支撑索形成了空间受力体系,保证了平面外的稳定性,适用于矩形平面的屋盖结构。双向张弦梁结构由于交叉平面张弦梁相互提供弹性支撑,形成了纵横向的空间受力体系,该结构适用于矩形、圆形、椭第一章绪论
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