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2024-02-06
大跨度多圆心拱板复合网架设计关键技术
目
录
CONTENCT
引言
大跨度多圆心拱板复合网架结构概述
关键设计技术研究
数值模拟与试验验证
工程应用实例分析
结论与展望
01
引言
大跨度建筑需求增加
01
随着社会发展，大跨度建筑如体育馆、会展中心等的需求日益增加，对大跨度空间结构的设计和施工提出了更高的要求。
多圆心拱板复合网架的优势
02
多圆心拱板复合网架结构具有受力合理、刚度大、稳定性好、建筑造型美观等优点，特别适用于大跨度建筑。
关键技术研究的重要性
03
大跨度多圆心拱板复合网架的设计涉及多个关键技术，如结构形式选择、稳定性分析、节点设计等，这些技术的研究对于推动大跨度建筑的发展具有重要意义。
国内研究现状
国外研究现状
发展趋势
国外在大跨度空间结构的设计和施工方面也具有丰富经验，尤其在结构形态创新和新材料应用方面取得了显著进展。
随着计算技术的进步和新材料的发展，大跨度多圆心拱板复合网架的设计将更加注重结构的优化和轻量化，同时考虑到环保和可持续发展等因素。
国内学者和工程师在大跨度多圆心拱板复合网架的设计方面进行了大量研究和实践，取得了一系列重要成果，包括结构形式创新、分析方法改进等。
研究内容
技术路线
本研究将围绕大跨度多圆心拱板复合网架的设计关键技术展开，包括结构形式选择、稳定性分析、节点设计等方面的研究。
首先进行文献综述和案例分析，总结现有研究成果和经验；其次建立数值模型进行仿真分析，优化结构设计方案；最后进行试验验证和工程应用，评估结构的性能和可靠性。
02
大跨度多圆心拱板复合网架结构概述
大跨度多圆心拱板复合网架结构是由多个不同圆心的拱板通过节点连接而成的空间网格结构，具有整体性好、刚度大、稳定性高等特点。
结构形式
该结构采用空腹式或实腹式杆件组成网格，节点通常采用焊接或螺栓连接，可承受较大的荷载和变形。同时，多圆心拱板的设计使得结构在受力时能够更好地分散和传递荷载，提高了结构的承载能力。
结构特点
受力特点
大跨度多圆心拱板复合网架结构在受力时呈现出明显的空间受力特性，荷载主要通过拱板和网格杆件传递至支座。在竖向荷载作用下，拱板主要承受压力，而网格杆件则主要承受拉力和压力。
稳定性分析
由于该结构具有较大的整体刚度和稳定性，因此在设计时需充分考虑其整体稳定性。同时，还需对结构的局部稳定性进行分析，以防止局部失稳导致整体结构的破坏。
适用范围
大跨度多圆心拱板复合网架结构适用于大跨度、重载、高要求的建筑场景，如体育馆、展览馆、机场航站楼等。同时，该结构还可应用于桥梁、水利等领域。
优势
相比传统结构形式，大跨度多圆心拱板复合网架结构具有更高的承载能力和更好的稳定性。此外，该结构还具有造型美观、施工方便、节约材料等优点。在实际应用中，可根据具体需求进行灵活设计和调整。
03
关键设计技术研究
确保结构安全、经济、合理，并满足建筑功能和使用要求。
结构设计原则
采用有限元分析、极限状态设计等现代设计方法，对大跨度多圆心拱板复合网架进行精细化设计。
设计方法
通过屈曲分析、特征值分析等方法，评估结构的整体和局部稳定性。
根据稳定性分析结果，采取增加支撑、调整构件截面尺寸等优化措施，提高结构的稳定性。
优化措施
稳定性分析
节点构造
设计合理的节点构造，确保节点传力明确、连接可靠。
连接方式选择
根据结构特点和受力要求，选择焊接、螺栓连接等适当的连接方式。
施工顺序
安装精度控制
施工监测与调整
制定合理的施工顺序，确保施工过程中结构的安全性和稳定性。
严格控制构件的制作精度和安装精度，保证结构的几何尺寸和形状符合设计要求。
在施工过程中进行实时监测，并根据监测结果及时调整施工方案和措施。
04
数值模拟与试验验证
01
02
03
04
模型简化与假设
单元类型选择
边界条件与荷载施加
求解方法与收敛准则
根据实际情况，合理设置边界条件并施加荷载，包括恒载、活载、风载、雪载等。
针对大跨度多圆心拱板复合网架的特点，选用适当的单元类型进行模拟。
基于结构力学原理和计算效率考虑，对实际结构进行合理简化和假设。
采用适当的求解方法进行计算，并设置合理的收敛准则以保证计算精度。
80%
80%
100%
展示结构在静力荷载作用下的变形和应力分布情况，评估结构的承载能力和安全性。
分析塑性铰的出现位置和顺序，判断结构的薄弱部位和破坏模式。
根据静力弹塑性分析结果，评估结构的整体稳定性和局部稳定性。
结构变形与应力分布
塑性铰出现位置及顺序
结构稳定性评估
动力特性分析
地震波选取与调整
结构动力响应分析
抗震性能评估
计算结构的自振频率、振型等动力特性，了解结构的动力响应特点。
根据场地条件和设防要求，选取合适的地震波并进行调整，以模拟实际地震作用。
计算结构在地震作用下的
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