大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)選型及方案研究.pdf

1、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用，在不同的條件下選用適合的優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式十分必要。本文以實(shí)際工程項(xiàng)目——唐山東湖會(huì)展中心屋蓋結(jié)構(gòu)(跨度100m)為研究對(duì)象，以得出最優(yōu)的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為中國(guó)中建設(shè)計(jì)院直營(yíng)總部的后續(xù)設(shè)計(jì)提供參考為最終目標(biāo)。采用有限元分析手段，對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、張弦管桁架結(jié)構(gòu)以及索托管桁架結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行體系選型分析，進(jìn)而針對(duì)索托管桁架結(jié)構(gòu)的受力性能、經(jīng)濟(jì)性能以及整體穩(wěn)定性能進(jìn)行參數(shù)分析，得到結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，

2、并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震性能分析。
　　本文具體研究?jī)?nèi)容及主要結(jié)論如下:
　　(1)在MIDAS中分別建立了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、張弦梁結(jié)構(gòu)以及索托結(jié)構(gòu)的有限元模型，在控制結(jié)構(gòu)變形滿足規(guī)范要求且結(jié)構(gòu)桿件使用充分的前提下，對(duì)三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了方案比選分析。從結(jié)構(gòu)受力性能角度，索托結(jié)構(gòu)桿件最大軸向壓力降低了30％-40％;從結(jié)構(gòu)的用鋼量角度，索托結(jié)構(gòu)用鋼量為38.55kg/m2，張弦梁結(jié)構(gòu)為67.01kg/m2，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為81.07kg/m2

3、。
　　(2)在MIDAS中建立了索托結(jié)構(gòu)的單榀模型，對(duì)索托結(jié)構(gòu)的受力性能進(jìn)行了參數(shù)化分析。在控制結(jié)構(gòu)材料用量一致的前提下，索托結(jié)構(gòu)受力性能受索托節(jié)點(diǎn)位置、拉索初始預(yù)應(yīng)力水平以及索塔高度的綜合影響。索托節(jié)點(diǎn)在三分之一跨處，結(jié)構(gòu)受力性能較優(yōu);初始預(yù)應(yīng)力水平越高，受力性能越好;索塔高度取居中位置，在8-12m區(qū)間內(nèi)，受力性能較優(yōu)。
　　(3)在MIDAS中建立了索托結(jié)構(gòu)的整體模型，針對(duì)索托結(jié)構(gòu)的用鋼量進(jìn)行了參數(shù)分析。在控制撓度滿

4、足規(guī)范要求，且結(jié)構(gòu)桿件使用充分的前提下，索托結(jié)構(gòu)的用鋼量隨著索托節(jié)點(diǎn)距支座距離、拉索初始預(yù)應(yīng)力水平以及索塔高度的變化均呈先減小后增大的趨勢(shì)，索托節(jié)點(diǎn)在三分之一跨處、結(jié)構(gòu)初始預(yù)應(yīng)力水平為0.35、索塔高度為8m時(shí)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性能最優(yōu)。
　　(4)在MIDAS和ANSYS中對(duì)索托結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。索托節(jié)點(diǎn)位置、初始預(yù)應(yīng)力水平以及索塔高度均對(duì)索托結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性有一定影響。當(dāng)索托節(jié)點(diǎn)距支座距離為39m與42m之間時(shí)，穩(wěn)定性最強(qiáng);拉索的預(yù)