弦支穹頂結構形態(tài)分析、動力性能及靜動力試驗研究.pdf

1、弦支穹頂結構是基于張拉整體思想和單層球面網殼技術的一種新型復合空間結構體系,其結構剛度大、穩(wěn)定性高、節(jié)點構造簡單,可以更合理、更經濟、更美觀地跨越大跨度空間.該文在以往研究的基礎上對弦支穹頂結構的初始形狀確定、環(huán)索預應力設定原則、結構動力特性及結構靜動力試驗等內容進行了較為系統(tǒng)和全面的研究.該文首先介紹了計算分析所使用的非線性理論方法,重點研究了索單元的計算模型,證明用兩點之間直線單元來模擬索單元的合理性.該文在概述形態(tài)分析一般問題的基

2、礎上,提出了弦支穹頂結構形狀確定的特殊性,定義了弦支穹頂結構的三個狀態(tài):零狀態(tài)、預應力平衡態(tài)和荷載態(tài).以初應變?yōu)槊浇?改進了張力補償法和逆迭代法,并編制了在ANSYS程序中運行的APDL語言程序,成功實現(xiàn)了由預應力平衡態(tài)反求零狀態(tài)放樣幾何的形態(tài)分析過程,生成的模型能夠保持完整性,為下一步的分析及研究提供精確的計算模型.該文推導了環(huán)索預應力設定的基本公式,由此可確定各圈環(huán)索預應力的比值.以消除結構對支座的水平推力為目標,歸納總結出預應力數

3、值的確定方法和步驟,并編制了在ANSYS程序中運行的APDL語言程序.該文研究了弦支穹頂結構的自振特性,給出了各階頻率及其對應的振型,隨后研究了荷載、矢高、跨度、預應力及支座約束等不同參數對結構自振特性的影響,總結各參數的影響規(guī)律.在ANSYS程序中采用時程分析法計算弦支穹頂結構在單維與多維常遇地震激勵下結構的響應,提取節(jié)點位移的時間歷程變化,總結各類桿件的地震系數,比較不同地震激勵方向和地震維數對結構的影響,進一步深入研究了荷載、矢高