新型拉索—單層柱面網殼結構性能研究.pdf

1、本文所提出的新型拉索-單層柱面網殼結構，是指根據單層圓柱面網殼與大跨度圓弧拱梁承受豎向均布荷載時的內力分布及變形相似的特征，將一種新型平面索拱結構的理念引入到空間網殼中而構成的新型結構體系。該新型結構是在單層柱面網殼殼體曲面內外側沿橫向桿件拱軸線增加適當的撐桿和預應力索，以改善其受力性能、提高其剛度和承載力。 本文主要進行了以下工作： (1)依據現有規程對新型拉索—單層柱面網殼結構按最不利工況進行初步設計，提出整套新型結

2、構靜力設計思路，計算該結構體系在全跨恒載和全跨活載、全跨恒載和半跨活載共同作用下的位移、內力，確定該新型結構設計中的主要控制指標。 (2)通過有限元軟件ANSYS分析了特定參數下新型拉索-單層柱面網殼結構在不同豎向荷載工況作用下初始預應力、矢跨比、撐桿高度、中部索系與兩側索系的預應力比值、拉索截面等參數的變化對結構靜力特性的影響，分析歸納最大內力和最大位移的變化規律，同時與單斜桿型單層圓柱面網殼進行了對比，結果表明該新型結構具有

3、很大的優越性，剛度和承載力都有較大的提高。 (3)為了確定新型拉索—單層柱面網殼結構從穩定的平衡狀態變為不穩定平衡狀態的臨界荷載和屈曲形狀，利用有限元分析軟件ANSYS建立梁單元、桿單元和索單元的組合有限元模型，采用分塊Lanczos法進行特征值屈曲分析；采用牛頓—拉裴遜法和弧長法進行初始缺陷的非線性屈曲分析。通過改變矢跨比、跨度、預應力、拉索面積、撐桿長度、長跨比等結構參數和幾何參數，較系統地研究了該新型結構不同荷載工況下的穩