一种新型张弦梁结构的静力稳定性分析与施工方案比较-结构工程专业论文.docx

摘要摘要一种结构体系的生命力体现在结构的创新及其适用能力上。张弦梁结构概念的提出和工程应用已经有二十多年的历史了，张弦梁结构的结构型式仍在不断创新和发展。以往的创新成果主要体现在上部刚性结构的演变，从最早期的梁、拱，发展到桁架，再发展到现在已经得到推广的单层网壳及桁架壳体。同济大学游泳馆张弦梁屋盖的主要新型特点则是体现在撑杆型式的变化，其撑杆型式并不是传统的单撑杆，而是采用V字型撑杆。本文以同济游泳馆屋盖的张弦梁结构为研究对象及工程背景，将研究重点集中在对这一新型张弦梁结构全面深入的静力分析、稳定性分析和多种施工方案比较。采用理论分析、程序模拟与参数分析相结合的形式开展课题研究。本文在回顾了张弦梁结构的发展与应用历程之后，概括总结张弦梁结构的主要类别及结构特征。接着介绍了主要研究对象的工程概况、结构形式、结构特点，并总结了非线性有限元基本理论。采用SAP2000程序对研究对象在各主要工况作用下的静力性能进行计算。分析预应力的施加及不对称荷载对该结构静力性能的影响，为后续的稳定性能及施工研究提供基础。本文还研究了结构的受力性能随撑杆数目、拉索预应力、刚性结构截面刚度等参数及支座约束条件改变时的变化情况，总结出该结构的力学特性，为实际工程设计提拱借鉴和参考。本文分别从局部和整体两个方面对研究对象的稳定性进行系统的理论分析。在对结构进行整体稳定分析时，采用了多种屈曲分析方法，跟踪荷载一位移全过程曲线，对该新型张弦梁进行逐步深入的整体稳定性分析，描述其破坏机制，评价力学特性。由于拉索张拉过程是张弦梁结构整体刚度的形成过程，关系到结构最终的几何位形和受力性能，本文研究了各拉索张拉值的确定方法，对比分析了多种预应力张拉施工方案，通过各项指标的比较，选择最经济、安全、合理的预应力张拉施工方案。关键词：张弦梁结构，V字型，撑杆，静力性能，参数分析，稳定性，施工，张拉方案ABSTRACTStructuralinnovationandthecapabilitytoemploymentarethedirectembodimentsofstructuralvitality．AlthoughtheconceptofBeamStringStructure(BSS)hasbeenputforwardandappliedformorethan20years，thestructuralstyleofBSSisstilldeveloping．Fromtheearliestbeam，arch，trusstosingle-layerlatticeshellandtrBssshells，thedevelopmentofupperstructurereflectformerinnovationachievementsinBSS．ThecharacteristicofBSSin TongiiUniversitySwimmingGymnasiumis璐ing”V”typestrutwhichisdifferentfromtraditionalsinglestrut．ThemainstudyobjectandengineeringbackgroundofthispaperisBSSinToniUniversitySwimmingGymnasium．Comprehensivestaticanalysis，stabilityanalysisandcomparisonofdifferentconstructionschemesareresearch—emphasesofthispaper．Theoreticalanalysis，programsimulationandparameteranalysisareusedinthis study．ThispaperintroducesdevelopmentandapplicationhistoryofBSS，andsummarizescategoryandthecharacteristicofBSS．Chapter2summarizesNonlinearFilliteElementMethodtoBSS．Chapter3studiesstaticpropertyofBSSinTongjiUniversitySwimmingGymnasiumbyusingSAP2000．Effectofasymmetricstructureloadandprestressingforceonstructuralsmilepropertyis researched．Thischapteralsoresearchesinfluencesofsomeparametersonstructuralstaticproperty,suchasnumbersofstru