中置压环索承网格结构设计分析与应用

第 1 章　绪论 ………………………………………………………………… 1
1.1　索承网格结构的分类及工程实例 ………………………………………… 3
1.1.1　由上层网格平衡径向索索力 ……………………………………… 3
1.1.2　由外压环平衡径向索索力 ………………………………………… 4
1.1.3　由中置压环平衡径向索索力 ……………………………………… 6
1.2　研究现状 …………………………………………………………………… 7
1.2.1　形态分析研究 ……………………………………………………… 7
1.2.2　力学性能分析研究 ………………………………………………… 9
1.2.3　施工方法和成型技术研究 ………………………………………… 10
1.3　主要研究内容 ……………………………………………………………… 12
1.4　研究意义 …………………………………………………………………… 13
第 2 章　工程概况与分析模型 ……………………………………………… 14
2.1　工程概况 …………………………………………………………………… 14
2.1.1　设计思路 …………………………………………………………… 15
2.1.2　结构特点 …………………………………………………………… 17
2.1.3　材料及规格 ………………………………………………………… 19
2.2　有限元分析原理 …………………………………………………………… 22
2.2.1　索单元的模拟 ……………………………………………………… 22
2.2.2　预应力的模拟 ……………………………………………………… 22
2.2.3　非线性分析方法 …………………………………………………… 23
2.3　有限元模型 ………………………………………………………………… 24
2.3.1　单元类型 …………………………………………………………… 25
2.3.2　材料力学参数 ……………………………………………………… 28
2.3.3　荷载条件 …………………………………………………………… 28
2.3.4　边界条件 …………………………………………………………… 29
第 3 章　结构找力分析 ……………………………………………………… 31
3.1　大跨空间结构不同状态 …………………………………………………… 31
3.2　成型态影响因素 …………………………………………………………… 32
3.2.1　零状态位形 ………………………………………………………… 32
3.2.2　施工过程分析 ……………………………………………………… 33
3.2.3　预应力 ……………………………………………………………… 33
3.3　基于全结构施工过程的整体自平衡找力分析方法 ……………………… 34
3.3.1　分析目的 …………………………………………………………… 34
3.3.2　分析方法 …………………………………………………………… 34
3.3.3　关键技术措施 ……………………………………………………… 36
3.3.4　分析方法优点 ……………………………………………………… 38
3.4　中置压环索承网格结构找力分析 ………………………………………… 38
3.4.1　总体施工流程 ……………………………………………………… 39
3.4.2　分析准备 …………………………………………………………… 42
3.4.3　基于全结构施工过程的找力分析 ………………………………… 43
第 4 章　结构静动力分析及稳定性分析 …………………………………… 60
4.1　静力分析 …………………………………………………………………… 60
4.1.1　荷载条件 …………………………………………………………… 60
4.1.2　主要荷载组合工况 ………………………………………………… 62
4.1.3　结构静力分析结果 ………………………………………………… 63
4.2　动力分析 …………………………………………………………………… 78
4.2.1　结构振型 …………………………………………………………… 78
4.2.2　下部看台结构对上部屋盖结构的地震放大效应 ………………… 80
4.2.3　钢屋盖单体模型抗震计算 ………………………………………… 81
4.3　稳定性分析 ………………………………………………………………… 82
第 5 章　节点设计及试验分析 ……………………………………………… 85
5.1　节点设计 …………………………………………………………………… 85
5.1.1 径向索与径向梁节点………………………………………………85
5.1.2 径向索与环索索夹节点……………………………………………89
5.1.3 环索接头节点……………………………………………………94
5.1.4 压环及V柱相关节点…………………………………………95
5.2 索夹抗滑移承载力试验……………………………………………………97
5.2.1 试验研究对象……………………………………………………98
5.2.2 试验系统…………………………………………………………99
5.2.3 试验方法及步骤…………………………………………………100
5.2.4 试验研究结果…………………………………………………102
第 6章 结构施工精细化分析及误差分析 ……………………………107
6.1 索网施工找形分析方法………………………………………………107
6.1.1 基本方法………………………………………………………107
6.1.2 非线性动力有限元找形法……………………………………108
6.2 环索提升分析…………………………………………………………111
6.2.1 环索铺展位形分析……………………………………………111
6.2.2 环索与V形撑外肢连接的位形分析…………………………115
6.2.3 提升索卸载分析………………………………………………116
6.2.4 分析结果汇总…………………………………………………118
6.3 径向索张拉分析………………………………………………………118
6.3.1 分析模型及方法…………………………………………………118
6.3.2 径向索分级张拉工况设置………………………………………119
6.3.3 分析结果………………………………………………………120
6.4 中置压环索承网格结构拉索施工误差影响分析………………………136
6.4.1 误差分析方法及基本理论………………………………………136
6.4.2 基本思路……………………………………………………139
6.4.3 分析模型………………………………………………………139
6.4.4 误差组合方案设置………………………………………………140
6.4.5 独立误差影响分析……………………………………………140
6.4.6 耦合误差影响分析………………………………………………143
参考文献…………………………………………………………………………………148