文档介绍：同济大学土木工程学院
博士学位论文
大跨度悬索拱屋盖的计算和设计理论
姓名:王洪军
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:张其林
20070701
摘要预张力悬索拱结构组合了悬索结构和拱结构的受力特点,是一种轻质高效的结构体系。国内迄今唯一的悬索拱屋盖体系成功应用的实例是吉林省速滑馆,本论文即以该工程为背景,展开对大跨度预张力悬索拱体系的选型、优化、稳定、抗震和施工过程模拟分析。本文概括了大跨度结构的选型应当考虑的几个因素,对比分析了网壳、空间桁架、张弦梁和悬索拱结构的受力性能、室内空间利用率和建筑美感等经济技术指标,说明悬索拱结构是最优方案。本文还总结大跨度预张力结构合理形态方面的几个原则,对比分析了悬索垂跨比、吊索形式、拱梁矢跨比、桅杆倾角等因素对悬索拱结构力学性能的影响,确定了结构的最优空间几何形态,并提出了预张力确定的几个原则。本文总结了预张力结构的特征值屈曲分析方法,研究了不罚荷载和不同预张力下悬索拱结构的特征值屈曲,归纳了结构特征值屈曲的特点和预张力对其影响。进~步分析了考虑初始缺陷和材料弹塑性悬索拱结构的极限承载力,提出了进行大跨度屋盖结构的稳定设计时,必须根据结构整体稳定的特征决定设计方法,不能简单套用现行网壳结构设计规程对结构整体稳定设计的规定的设计思想。本文在对预张力悬索拱结构动力特性分析的基础上,利用底部剪力法、反应谱法和动力时程法分析了的结构的地震作用效应,提出了针对该种结构体系地震反应分析的建议,以供设计参考。本文在总结文献对预张力结构施工过程模拟方法的基础上,提出了张拉过程中索单元的数值处理方式。最后对吉林省速滑馆悬索拱屋盖结构施工过程进行了跟踪模拟和施工误差分析,,预张力悬索拱结构,结构选型,形态优化,初始态确定,特征值屈曲分析,初始缺陷,弹塑性极限承载力,反应谱法,动力时程法,施工过程跟踪
瑚∞船瑂把,..琫瓸猵甶Ⅱ
垒型鲥蝨飐簆:.琭,瑃瓼
学位论文作者签名;钐∥净年衛学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子舨本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文:学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
⋯一躲们夏罩∥弓年一湄谌同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的由本人承担。
第滦髀大跨度建筑结构的发展概述观、结构上更高效、力学上更合理的大跨度建筑结构形式,追求更高更大的内结构工程是一门古老的学科,几乎伴随了人类的整个文明发展史。大跨度建筑结构做为它的一个分支,历来都吸引了众多关注的目光,创造建筑上更美部空间从来就是人们的一个梦想,也是我们每一个结构从业人员必须面对的挑战。不断出现的新型建筑材料和日益完善的计算理论,以及高效率的计算工具正在逐渐使这一梦想变成现实。特别是近年来,随着社会经济、文化的发展和生产、生活水平的提高,世界各地的体育场馆,会展中心等大跨度建筑结构更是如雨后春笋般涌现。大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一【耙弧4罂缍冉ㄖ峁沟睦嘈秃托问椒岣欢嗖剩筇上分为如下这些类型:纸罨炷帘】墙峁梗平板网架结构;壳结构;鹘峁梗索网结构;そ峁购退饕荒そ峁梗索杆结构;旌辖峁。这种分类形式基本上也就是大跨度建筑结构的发展轨迹。钢筋混凝土薄壳结构在二十世纪五、六十年代在世界各地得到了大量应用,但由于其施工需要架设临时模板、而薄壳成形后又需将其拆除,此外混凝土浇注时还需设置临时支撑,因此施工过程需要大量的劳动力而且成本很高,所以近二三十年来其应用逐渐减少。平板网架结构形式灵活多样,节点和杆件标准化程度高便于工厂制作,从而适应了建筑工业化的发展;网壳结构造型优美、受力比平板网架更趋合理从而可以跨越更大跨度;网架和网壳结构还包括一些未能单独归类的特殊形式,如折板式网架结构、多平面型网架结构、多层多跨框架式网架结构等,总起来也可称为空间网格结构。这类结构在我国二十世纪六十年代到八十年代得到快速发展,、索网结构、膜结构和