四点支承大跨度预应力空间边桁架双层双曲扁网壳结构的研究

摘要

随着时代的发展，体育场馆、会议展览中心、航站楼、候车大厅及工业厂房等日益增多，由于这种公共建筑的跨度要求都比较大，寻求合理的结构形式甚为重要。 本文针对四点支承的大跨度建筑提出了三种新的结构形式：一、下弦管内预应力边桁架双曲扁网壳结构；二、新型张弦桁架双曲扁网壳结构；三、体内预应力空间管桁架双曲扁网壳结构。由于扁网壳边桁架负荷面积远大于一般桁架，导致边桁架下弦钢管截面积迅速增大，管径过大，不仅用钢量猛增，且节点构造难度增大。 本文提出的三种新结构形式可大幅减小边桁架的下弦管径，并改善双曲扁网壳的受力，提高结构整体刚度，节约用钢量。其中，体内预应力空间管桁架四点支承大跨度扁网壳屋盖结构已经申报了国家发明专利，公开号为CN 1877040A，授理申请号为200610200676.0。 本文利用空间网格有限元软件MST2005和通用有限元软件ANSYS8.0对上述三种结构进行了静力和动力分析，并以大量的插图、表格直观地表现这三种新型桁架扁网壳结构的内力特征以及与普通桁架在相同条件下一些静动力学指标的区别。 这三种新型空间结构刚度大，受力合理，具有优良的抗震、抗风性能，是一种在大跨度结构中发展前景广阔的新型空间结构。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1预应力空间网壳结构的应用与发展

1.2课题研究的背景

1.3课题研究的内容

1.4课题研究的意义

第二章大跨度单榀下弦管内预应力管桁架结构和单榀新型张弦桁架结构的试验结论研究

2.1单榀下弦管内预应力管桁架结构

2.2单榀新型张弦桁架结构

2.3试验对本课题的意义

第三章四点支承大跨度下弦管内预应力空间边桁架双层双曲扁网壳结构的组成、构造特点及静力特性

3.1本文采用计算预应力方法的正确性

3.2四点支承大跨度普通空间边桁架双层双曲扁网壳结构的组成、节点构造、受力特性

3.3四点支承下弦管内预应力空间边桁架双层双曲扁网壳结构的组成、构造特点及静力特性

3.4本章小结

第四章四点支承大跨度新型空间张弦边桁架双层双曲扁网壳结构的组成、构造特点及静力特性

4.1新型张弦桁架结构定义

4.2结构组成

4.3支座节点、撑杆节点构造

4.4结构的静力特性

4.5结论

第五章四点支承大跨度体内预应力空间管桁架双层双曲扁网壳结构的组成、构造特点及静力特性

5.1专利介绍

5.2结构组成

5.3支座节点、竖杆节点构造

5.4结构的静力特性

5.5本章结论

5.6四点支承新型张弦桁架扁网壳结构与体内预应力边桁架扁网壳结构比较

第六章大跨度预应力空间边桁架双层双曲扁网壳结构的线弹性有限元分析

6.1有限元简介

6.2大跨度预应力空间边桁架双层双曲扁网壳结构的有限元基本假定

6.3空间铰接杆单元的有限元方法

6.4空间拉索单元的有限元法

第七章四点支承大跨度体内预应力边桁架双层双曲扁网壳结构的动力学分析

7.1动力分析的基本假定

7.2预应力对网壳动力特性的作用

7.3本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

附录