论文摘要
拉索预应力钢结构是一种方兴未艾的结构形式,在我国的应用日益广泛。对这一新兴结构体系的理论研究正在铺开。桅杆吊挂式预应力钢结构综合了高强柔性索和刚性桁架的特点,利用拉索提供内部支撑,拉索内施加的预应力提高了结构体系的刚度,所以这是一种受力合理、用料经济的结构形式。 本文以郑州国际会展中心会议厅钢屋盖为工程背景,分析了结构的几何构成和传力途径,从各个分体系的角度探讨了此类结构的概念设计;借助大型有限元分析软件ANSYS,通过计算,研究了不同工况以及其最不利组合下的结构的受力性能和变形特征,分析结构施工的可靠性。 本文还进一步分析了结构的动力性能,选用子空间迭代法求解结构自振频率和振型特征,对结构的振型特征做出分析和比较,指出了结构受力和变形的薄弱部位。建立了三种预应力状态下的分析模型,计算了各状态下的动力性能,分析了预应力对提高结构刚度的贡献。 最后,本文还对结构的重要支撑构件的稳定性能做出探索,中央桅杆是一种利用拉索和支撑改变杆件计算长度的预应力压杆,这种预应力压杆克服了由于长细比的限制使构件材料强度不能充分发挥的缺陷,它的研究在国内也是处于起步阶段。本文对预应力压杆内力计算和整体稳定性做出初步探讨,利用能量法求出中央桅杆极限荷载,对其稳定性做出评价。
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