折板形斜拉空间网格结构设计施工关键技术研究

论文摘要

折板形斜拉空间网格结构是预应力技术应用到空间结构而形成的一种形式新颖的预应力大跨度空间结构体系,以其良好的受力性能和新颖的建筑造型适应现代建筑发展的要求,具有广阔的应用前景。本文以滨海国际会展中心二期工程展厅结构为工程背景,针对折板形斜拉空间网格结构设计施工关键技术,将主要开展以下研究。简述斜拉空间网格结构的形成及应用发展,详细介绍本课题选题背景,提出本文主要研究工作内容。结合斜拉空间网格结构选型要求,分析原结构体系的缺点,提出优化后的结构体系。并进一步对比分析优化前后两种结构单元的受力性能,确定优化后结构体系的合理性。应用通用有限元软件,在给定的斜拉索预应力作用下,分析整体结构在各种荷载工况作用下的安全性能、空间网格结构杆件的应力分布、变形性能以及整体结构的自振特性。对结构中的复杂节点开展理论分析和试验研究,对比分析理论结果和试验结果,验证有限元模型和试验方法的合理性,并对节点的受力性能进行评价,同时为复杂节点设计提供参考。分析斜拉索预应力值对整体结构静力性能和自振频率的影响,分别以整体结构初始状态和工作状态的最大位移为优化目标进行拉索预应力值优化,提出拉索最优预应力建议值。结合传统预应力张拉方法,提出本工程的预应力张拉方案。根据具体的施工工艺,分析结构在张拉过程中的受力状态,研究拉索张拉过程对结构性能的影响,确保张拉施工时结构的安全性。结合工程特点,采用弧形轨道累积滑移施工方法。对施工方法、安装流程及滑道体系等施工要点及施工过程中的关键技术展开研究。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 斜拉空间网格结构的形成
• 1.1.2 斜拉空间网格结构的应用发展
• 1.2 选题背景
• 1.2.1 工程背景
• 1.2.2 研究现状
• 1.2.3 研究意义
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 结构体系的优化选型
• 2.1 斜拉空间网格结构选型要求
• 2.2 结构体系优化选型
• 2.3 优化性能比较
• 2.3.1 模型建立
• 2.3.2 变形比较
• 2.3.3 内力比较
• 2.3.4 构件自重比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 折板形斜拉空间网格结构整体结构分析
• 3.1 模型建立
• 3.1.1 计算模型
• 3.2 静力性能分析
• 3.2.1 主要荷载
• 3.2.2 荷载组合
• 3.2.3 内力分析
• 3.2.4 变形分析
• 3.3 自振特性分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 复杂节点理论分析与试验研究
• 4.1 节点构造
• 4.2 节点有限元分析
• 4.2.1 有限元模型
• 4.2.2 有限元分析结果
• 4.3 节点试验
• 4.3.1 试件设计
• 4.3.2 加载设计
• 4.3.3 量测设计
• 4.3.4 试验结果
• 4.4 理论与试验结果的对比分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 斜拉索预应力值优化分析
• 5.1 预应力斜拉索对整体结构性能的影响
• 5.1.1 预应力值对结构初始状态内力的影响
• 5.1.2 预应力值对结构工作状态内力的影响
• 5.1.3 预应力值对整体结构自振频率的影响
• 5.2 优化分析
• 5.2.1 ANSYS的优化设计
• 5.2.2 参数设置
• 5.2.3 优化结果比较
• 5.3 本章小结
• 第六章 预应力张拉工艺分析与研究
• 6.1 张拉方案
• 6.2 张拉过程结构分析
• 6.2.1 变形分析
• 6.2.2 内力分析
• 6.2.3 索力变化分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 弧形轨道结构滑移技术及实施
• 7.1 滑道体系
• 7.1.1 滑轨
• 7.1.2 滑靴
• 7.1.3 滑移爬行器
• 7.2 滑移施工技术
• 7.2.1 施工方法
• 7.2.2 关键技术
• 7.2.3 滑移施工流程
• 7.3 滑移施工
• 7.4 本章小结
• 第八章 结论及展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢