几种新型大跨度预应力平板网架的结构分析与研究

论文摘要

就目前世界空间结构的发展趋势来看,一方面是要求不断扩大空间结构的应用范围,另一方面又应该尽量降低工程结构的造价。在这样一种发展环境中,通过大量科学研究与工程实践运用,将现代预应力技术与大跨度空间网架结构相结合而形成的预应力网架结构——一种现代的杂交空间结构(预应力平板网架结构)可提高整个结构的刚度、减小结构挠度、改善内力分布及降低应力峰值,它的投资少,具有明显的技术经济指标效果,是一种有广泛应用和发展前景的大跨度空间结构体系。但任何结构都不是十全十美的,都必然有其自身的优点和有待进一步改进的地方。本课题结合预应力平板网架的力学和构造特点,通过对国外引入技术“对角线折线布索室内体外预应力平板网架”的改进,在平板网架体内平行网架两正交方向配置拉索并施加预应力,得到一种新型空间结构形式——新型大跨度预应力平板网架结构。本课题对这种新型空间结构进行了深入的理论分析和仿真试验,介绍了新型大跨度预应力平板网架结构的有限元计算与分析方法,并利用有限元软件ANSYS对新型大跨度预应力平板网架结构进行了线性与非线性分析,并通过MSTCAD将提出的新型大跨度预应力平板网架中的一种和与其同样平面尺寸、网格大小、网架高度、支承条件及承受同样恒、活荷载的常规网架作了比较。理论和实践最终证明,这几种新型空间结构刚度大,受力合理,经济效益显著,工程适用性强,是一种在大跨度结构中值得推广应用的新型空间结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 空间结构简介
• 1.3 预应力空间钢结构
• 1.4 本文主要研究工作
• 1.5 课题研究的意义
• 第二章 平板网架结构
• 2.1 网架结构
• 2.2 网架结构的分类和特点
• 2.3 平板网架结构的设计与计算
• 2.4 网架结构的安装
• 第三章 预应力平板网架
• 3.1 概述
• 3.2 预应力网架的布索原则及布索方案
• 3.3 国内外已建平板型网架的介绍
• 3.4 预应力网格的节点构造
• 第四章 几种新型大跨度预应力平板网架的结构形式
• 4.1 新型大跨度体内预应力平板网架结构
• 4.2 屋面斜拉式预应力平板网架
• 4.3 新型大跨度无悬挑屋面斜拉式预应力平板网架
• 4.4 四种大跨度屋面斜拉式预应力平板网架的共性
• 4.5 四种大跨度屋面斜拉式预应力平板网架自身的特性
• 第五章 预应力网架结构静力性能的有限元分析与简化计算
• 5.1 有限元的概述
• 5.2 大跨度新型平板网架结构的有限元假定
• 5.3 空间杆系结构的非线性有限元理论
• 5.4 空间拉索单元的有限元法
• 第六章 超大跨度（100m×100m）周边简支承两种平板型钢网架结构的静力特性及技术经济指标的比较
• 6.1 本文采用预应力计算方法的正确性
• 6.2 周边简支承两种平板网架的静力分析
• 6.3 两种不同网架技术经济指标比较
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的部分论文
• 图表目录