索穹頂結構體系新型設計方法研究.pdf

1、索穹頂結構是一種結構效率極高的新型張拉整體結構，該結構充分利用了鋼索的抗拉強度，再加上新穎的造型、經濟的造價、巧妙的構思，一經問世便在國內外引起了廣泛關注，國內外大量的工程實踐彰顯了其強大的生命力和廣闊的應用前景。本文從新型優(yōu)化設計方法、新型節(jié)點設計方面對該結構體系進行了深入的研究，旨在推動這種優(yōu)秀性能的結構在國內得到應用和發(fā)展，主要工作包括：
　　 1）傳統(tǒng)的索穹頂結構優(yōu)化設計中，優(yōu)化設計和形態(tài)分析設計并不互為考慮，本文提出一

2、種將形態(tài)分析和優(yōu)化設計結合起來的優(yōu)化設計新思想，考慮結構形態(tài)分析時預期荷載對結構幾何形態(tài)的影響，能夠保證優(yōu)化設計結果滿足結構優(yōu)化和形態(tài)的雙重要求。
　　 （1）首先，由于目前形態(tài)分析中，結構自重、屋面荷載、吊掛荷載等預期荷載對結構找力分析影響幾乎不被考慮，本文通過計算指出考慮這些預期荷載的必要性，并給出索穹項結構理想初始態(tài)以及考慮預期荷載作用初始態(tài)的預應力分布計算方法，為新型優(yōu)化設計方法奠定基礎。此外，根據動力松弛法原理進行索穹

3、項結構找形分析。
　　 （2）然后，給出索穹頂結構新型優(yōu)化設計具體方法，通過算例演示新型設計方法的合理運用，所得優(yōu)化分析結果為索穹頂結構中初始預應力水平、構件截面的設計提供了多種合理的選擇方案。另外，對承受多種荷載工況作用的索穹頂結構優(yōu)化設計方法也進行探討，通過兩種荷載工況作用下的某Geiger型索穹頂結構算例分析，得出一些有益結論。
　　 2）為保證節(jié)點能夠適應實際工程中各構件在施工過程中平面內外的轉動需要，并確保節(jié)點

4、構造能滿足結構計算模型中空間鉸接的假定，本文針對工程中常用的Geiger和Levy型索穹頂結構，提出兩套新型鑄鋼節(jié)點設計方案。給出新型節(jié)點各部件的設計方法，對節(jié)點進受力機理分析，并給出新型節(jié)點的設計步驟，為節(jié)點合理設計提供依據。
　　 3）通過對索穹頂結構新型優(yōu)化設計方法及新型節(jié)點設計的研究，對實際工程中索穹頂結構的設計流程、形態(tài)分析、優(yōu)化方案的最終確定、節(jié)點設計等給出一些設計建議。
　　 4）最后，對上述研究成果進行總