連續(xù)折線索單元及節(jié)點研究.pdf

1、空間網格結構以格構的空間受力體跨越大跨度,造型優(yōu)美、性能優(yōu)越,經過多年的發(fā)展已經成為我國空間結構的主要形式之一。預應力鋼結構通過布置施加預應力的鋼拉索提高結構的承載力與剛度,經過多年的研究與工程實踐,已經發(fā)展成以弦支結構體系為代表的完備體系。作為空間網格結構和預應力鋼結構關鍵部件的拉索及與其相聯(lián)系的節(jié)點不但對于結構的安全性與耐久性有著十分重要的影響而且節(jié)點對于拉索的約束形式和程度,即拉索是否可在節(jié)點處滑動對于整個結構的受力狀況和施工方式

2、都有重大影響。節(jié)點處可滑動索體系是空間網格結構、預應力鋼結構和相關施工過程中業(yè)已存在或可以采用的張力體系形式,有必要對該體系進行系統(tǒng)的研究。
　　 在拉格朗日描述下以等參單元形式,通過格林應變和第二克希荷夫應力,利用虛功原理重新推導了連續(xù)折線索單元的剛度矩陣,同時也給出了相應的質量矩陣和荷載列陣的表達方式,并針對在ABAQUS程序中實現(xiàn)該單元算法的過程給出了經驗方法并對單元適用范圍、顯示方法和調試策略提出建議。
　　 利

3、用連續(xù)折線索單元,分析了天津保稅區(qū)商務交流中心大堂屋蓋弦支穹頂在全跨、半跨荷載作用下,環(huán)索采用連續(xù)可滑動索和間斷不可滑動索模型的靜力、穩(wěn)定性能,以及兩種環(huán)索模型分別在多遇地震和罕遇地震下的地震時程響應。結果表明,全跨對稱荷載下環(huán)索滑動與否對結構影響很小,半跨荷載下可滑動環(huán)索應力更為均勻,地震作用下環(huán)索滑動模型響應略大。
　　 利用張拉自升攀達穹頂工程資料,結合連續(xù)折線索單元算法,建立了某斗牛場張拉自升攀達穹頂結構模型,模擬了其提

4、升施工的全過程,分析了結構各部分位移,應力等信息,發(fā)現(xiàn)了張拉位移與結構提升位移的線性關系和位移放大效應,理清了該結構體系的規(guī)律與脈絡,證明了連續(xù)折線索單元的可靠性,同時實踐了張拉自升攀達結構體系的設計與分析過程。
　　 依據(jù)弦支穹頂結構下部索桿體系采用可滑動索體系的構想,提出了可實現(xiàn)環(huán)索滑動的弦支穹頂滾動式張拉索撐桿下節(jié)點的構造概念,并給出了單體式和壓板式兩種可滑動節(jié)點設計方案。按照可滑動節(jié)點的概念和思路設計并制造了實物模型節(jié)點