橢圓形弦支穹頂施工全過程監(jiān)測及短索索力測試研究.pdf

1、橢圓形弦支穹頂施工橢圓形弦支穹頂施工全過程全過程監(jiān)測監(jiān)測及短索索力測試力測試研究研究ResearchonWholeConstructionProcessMonitingofEllipticalSuspendeddomeShtCableFceTest學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程研究生：冷明指導(dǎo)教師：于敬海研究員天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一六年十二月I摘要弦支穹頂結(jié)構(gòu)憑借其力流合理、造價(jià)經(jīng)濟(jì)和造型美觀等優(yōu)點(diǎn)在大跨空間結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要一席。而隨著建筑造型的

2、日漸豐富，各種不規(guī)則弦支穹頂結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，對新型弦支穹頂?shù)氖┕と^程分析、施工分析方法與新型施工工藝的研究對于結(jié)構(gòu)的成形和安全使用起著至關(guān)重要的作用。索力控制與測量是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工與檢測中最關(guān)鍵項(xiàng)目，因此索力的控制和檢測具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。本文首先總結(jié)了弦支穹頂屋面結(jié)構(gòu)現(xiàn)有施工技術(shù)和方法，并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)歸納出適用于不同形狀弦支穹頂?shù)氖┕し椒āＭㄟ^對不同形狀弦支穹頂在不同張拉次序下網(wǎng)殼起拱值、支座反力以及拉索索力等受力性能進(jìn)

3、行對比分析發(fā)現(xiàn)，張拉次序?qū)Σ煌螤钕抑я讽斢绊懹休^大差別，施工時(shí)應(yīng)予以重視。針對不連續(xù)支承橢圓形弦支穹頂結(jié)構(gòu)，通過施工全過程模擬分析，確立了適用于該結(jié)構(gòu)的施工工藝與方法，并論證了該方法的安全性與可實(shí)施性?；谑┕と^程模擬分析結(jié)果，建立了基于無線傳輸?shù)氖┕と^程監(jiān)測和健康監(jiān)測系統(tǒng)，運(yùn)用建立的施工監(jiān)測系統(tǒng)對施工階段進(jìn)行了包括網(wǎng)殼構(gòu)件應(yīng)力、撐桿拉桿內(nèi)力、支座位移、撐桿垂直度、索力以及網(wǎng)殼起拱值的施工全過程監(jiān)測。最后，通過施工監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)了弦

4、支穹頂屋面的安裝施工，并驗(yàn)證了分析模型的正確性，而健康監(jiān)測能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)和工程人員提供結(jié)構(gòu)健康狀況信息。本文在總結(jié)了各種索力測試方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，針對頻率法在短粗索索力測試方面的不確定性，提出了基于振動學(xué)的索力通用計(jì)算公式。通過短粗索索力測試試驗(yàn)，基于最小二乘法原理，提出了針對鋼絞線拉索和平行鋼絲束拉索的索力計(jì)算實(shí)用公式。最后，利用本文提出的考慮邊界條件和抗彎剛度折減的索力計(jì)算公式對天津中醫(yī)藥大學(xué)新建體育館弦支穹頂結(jié)構(gòu)的拉索索力進(jìn)行測量，結(jié)果