荷载缓和体系(Load—relieving System)作为一种概念引入到结构中,使结构能够自发的对自身构成形态进行调整,进行有效的自我保护。研究该体系的缓和装置、结构形式以及计算理论,为该体系的推广应用提供技术支撑,将是十分必要和意义重大的。 本文对荷载缓和体系的国内外研究现状进行了总结,介绍了阻尼弹簧、剪式铰及弹簧套管三种缓和装置;构造了阻尼弹簧荷载缓和体系结构形式,对单层索系荷载缓和结构进行改良;分述了目前荷载缓和体系计算理论,用解析法对一单层索系荷载缓和结构分析。 将新型阻尼弹簧应用于网壳结构中,构造阻尼弹簧荷载缓和网壳。对K8型单层阻尼弹簧荷载缓和网壳和双层柱面阻尼弹簧荷载缓和网壳进行了静力及动力分析,研究阻尼弹簧荷载缓和网壳的缓和效果。 通过阻尼弹簧杆在K8型单层网壳中的四种布置形式,讨论了阻尼弹簧杆件布置对荷载缓和效果的影响,并对阻尼弹簧荷载缓和网壳的受力特性进行了研究,同时探讨了阻尼弹簧杆刚度系数K的影响。对双层柱面阻尼弹簧荷载缓和网壳进行静力分析,通过与普通网壳相比较,对所有杆件内力的缓和效果进行分析。以上研究分析表明,阻尼弹簧荷载缓和网壳在静力作用下,具有良好的荷载缓和效果。 本文对阻尼弹簧荷载缓和网壳结构的动力特性进行了分析。分析表明阻尼弹簧荷载缓和网壳的自振频率及振型与普通网壳相比有所差别。阻尼弹簧杆的布置改变了结构的总刚度矩阵及阻尼矩阵。对结构进行动力时程分析,得到阻尼弹簧荷载缓和网壳在地震作用下,杆件的动内力得到了较好的缓和,但是缓和网壳的位移要比普通网壳的位移大。