鋼拉板索穹頂結構體系和施工關鍵技術研究.pdf

1、索穹頂是一種效率極高的空間索桿張力結構體系，其有構型簡潔、空間跨越能力強、自重較輕和施工便捷等特點，一經問世便引起了國際空間結構學術界和工程界的高度重視。目前索穹頂結構的屋面系統(tǒng)主要采用耐久性和自潔性較差、施工維護費用較高的張拉膜材料，而結構受力更合理、維護更簡單、造價較低的剛性屋面往往因為構造復雜、施工繁瑣等原因難以廣泛適用于索穹頂結構。這在很大程度上阻礙了索穹頂結構在我國大陸地區(qū)的工程應用，因此，如何將剛性屋面更好地應用于索穹頂等柔

2、性結構中是一個亟需解決的關鍵問題。
　　本文歸納了索穹頂結構及其他相近結構的國內外研究現狀、施工技術以及工程應用情況，提出了一種新型鋼拉板索穹頂結構。鋼拉板索穹頂由條形鋼拉板帶、斜索、環(huán)索和撐桿構成，即將傳統(tǒng)索穹頂結構中脊索替換成剛性鋼拉板。鋼拉板索穹頂繼承了傳統(tǒng)索穹頂的優(yōu)點，同時改善了原結構的受力性能，克服了在柔性結構中應用剛性屋面的困難。鋼拉板索穹頂結構由于條形鋼拉板帶在未施加預應力之前呈柔性狀態(tài)，有利于采用無支架整體牽引提升

3、施工方法。
　　本文首先介紹了鋼拉板索穹頂結構的構形，研究了其基本構成、構件形式、節(jié)點構造、結構特點等，并探討了鋼拉板索穹頂結構的預應力設計方法。
　　根據索穹頂實際工程，以1/2拉索破斷力作為條形鋼拉板的拉力設計值，將脊索替換為對應截面的鋼拉板，建立鋼拉板索穹頂結構分析模型，采用非線性有限元計算方法，分析其靜動力性能，并與相同跨度、拓撲關系與預應力分布的傳統(tǒng)索穹頂結構進行對比分析，進而對鋼拉板索穹頂結構的預應力水平、鋼拉板

4、截面規(guī)格和撐桿長度等方面進行優(yōu)化設計。
　　本文結合傳統(tǒng)索穹頂結構的施工方法，及條形鋼拉板的特點，介紹了適用于鋼拉板索穹頂結構的施工方法——無支架整體牽引提升施工方法，并采用非線性動力有限元法對鋼拉板索穹頂結構施工安裝和張拉全過程進行模擬，研究施工過程中節(jié)點位移和桿件內力的變化規(guī)律，并對無支架整體牽引提升施工方法的可行性進行評述。
　　對鋼拉板索穹頂結構進行了試驗研究，設計了一個直徑為8m的Geiger型鋼拉板索穹頂結構試驗