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索承网格结构是基于轮辐式张拉体系原理衍生而来的一种新兴的刚柔相济杂交空间结构,按照索承网格结构径向索的水平拉力平衡方式,可以将其分为三种:(1)由上层网格平衡径向索索力;(2)由外压环平衡径向索索力;(3)由内压环平衡径向索索力。前两种结构形式在国内外工程中已有广泛实践经验,本文以上海浦东足球场挑蓬结构工程为背景,对内置压力环索承网格结构的力学性能和施工全过程分析展开研究,具体研究内容和结论如下:
首先介绍了索承网格结构的受力原理,针对不同的径向索水平力平衡方式,分析其受力特点,并阐述了国内外索承网格结构的形态分析、力学性能分析、施工方法及成型技术的研究现状和典型工程应用现状。详细介绍上海浦东足球场挑蓬结构的工程概况、设计思路、结构特点、荷载及边界条件、材料及规格等。
分析影响索结构施工成型态的主要因素,提出了基于全结构施工过程的整体自平衡预应力找力分析理论:按照目标位形建立包含施工临时构件的全结构分析模型,采用迭代分析,在一次迭代过程中依次连续非线性分析零状态工况和施工过程工况,然后更新预应力,迭代直至成型态满足收敛条件。
确定基本施工步骤,并按照上述找力分析方法对上海浦东足球场挑蓬索承网格结构进行找力分析。零状态找形分析和施工全过程分析结果达到了预定目标。
通过静力分析、稳定分析及模态分析,研究内置压力环索承网格结构的基本力学性能。静力性能分析包括预应力水平影响、正常使用极限状态和承载能力极限状态三部分,荷载工况包括恒荷载、活荷载、风荷载和温度作用。稳定性能分析分别研究了满跨活载和半跨活载作用下的特征值屈曲和考虑初始缺陷的非线性屈曲。自振特性分析选取恒荷载工况,得到结构各阶模态。
系统地介绍了上海浦东足球场挑蓬结构的关键节点构造,包括径向索张拉节点、索夹铸钢节点、V撑上下节点、压环连接节点构造等;施工工艺包括索网的提升及安装方法,张拉机具的选型等。
最后系统地总结了本文主要的研究内容和结论,针对现有工作的不足之处,提出后续进一步研究方向。
首先介绍了索承网格结构的受力原理,针对不同的径向索水平力平衡方式,分析其受力特点,并阐述了国内外索承网格结构的形态分析、力学性能分析、施工方法及成型技术的研究现状和典型工程应用现状。详细介绍上海浦东足球场挑蓬结构的工程概况、设计思路、结构特点、荷载及边界条件、材料及规格等。
分析影响索结构施工成型态的主要因素,提出了基于全结构施工过程的整体自平衡预应力找力分析理论:按照目标位形建立包含施工临时构件的全结构分析模型,采用迭代分析,在一次迭代过程中依次连续非线性分析零状态工况和施工过程工况,然后更新预应力,迭代直至成型态满足收敛条件。
确定基本施工步骤,并按照上述找力分析方法对上海浦东足球场挑蓬索承网格结构进行找力分析。零状态找形分析和施工全过程分析结果达到了预定目标。
通过静力分析、稳定分析及模态分析,研究内置压力环索承网格结构的基本力学性能。静力性能分析包括预应力水平影响、正常使用极限状态和承载能力极限状态三部分,荷载工况包括恒荷载、活荷载、风荷载和温度作用。稳定性能分析分别研究了满跨活载和半跨活载作用下的特征值屈曲和考虑初始缺陷的非线性屈曲。自振特性分析选取恒荷载工况,得到结构各阶模态。
系统地介绍了上海浦东足球场挑蓬结构的关键节点构造,包括径向索张拉节点、索夹铸钢节点、V撑上下节点、压环连接节点构造等;施工工艺包括索网的提升及安装方法,张拉机具的选型等。
最后系统地总结了本文主要的研究内容和结论,针对现有工作的不足之处,提出后续进一步研究方向。