浅论2008奥运羽毛球馆新型弦支穹顶结构健康监测研究

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1、北京工业大学硕士学位论文2008奥运羽毛球馆新型弦支穹顶结构健康监测研究姓名：鞠晓臣申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：张爱林20080501摘‘要曼曼曼曼曼!曼曼!!!曼曼!!!!曼!!曼!!曼曼曼曼曼曼蔓!曼曼曼!曼!曼!曼!!!曼!曼!曼!曼!曼鼍曼!曼!--嗣----======I曼曼皇曼摘要弦支穹顶结构是一种新行的刚柔并济的结构体系，北京2008年奥运会羽毛球馆屋盖钢结构采用弦支穹项结构体系，由上弦单层网壳、下弦环索与径向拉杆、竖向撑杆组成。在90m以上跨度的国内外钢结构工程中，采用弦支穹项预

2、应力大跨度体系尚属首例。对于这样一种新型的结构体系进行监测具有非常实际的意义，确保结构的安全使用，同时可以验证整个系统的有效性。首先，本文对奥运羽毛球馆弦支穹顶结构的监测系统进行介绍；系统主要是通过振弦传感器对上部构件进行内力监测和索力的监测；并且拟定了监测时间。其次，采用ANSYS建立有限元计算模型进行理论分析；对计算模型在不同组合荷载工况下和不同环索预应力损失工况下进行了单元内力和节点位移的分析，为实际监测提供理论参考依据。然后，推导上部构件轴力、环索索力计算公式；对所监测到的数据进行处理，对索承节点摩擦

3、力、撑杆力、环索索力，网壳构件内力进行了分析，得出一个非常有价值结论：这些力都在不断的趋于稳定，波动率在不断的减小；基于灰色模型理论对部分监测数据建立灰色模型进行了预测，预测效果较好。最后，分析研究弦支穹顶性能退化的原因：本身材料性能的退化，一些不利荷载的影响，索的松弛以及较大温差的影响等；根据层次分析法确定弦支穹项健康状态评估模型；再利用模糊理论，建立了一种结合监测数据对羽毛球场馆弦支穹顶进行安全评估的方法。关键词：新型弦支穹顶，健康监测，灰色模型预测，层次分析法，模糊理论，模型安全评估ABSTRACT曼曼

4、鼍曼!!曼皇曼!!曼!!曼曼曼!曼曼!曼曼曼曼!曼!!曼!!曼!曼曼皇。二一I=一III—I：o曼皇曼曼皇皇!!曼曼!曼!鼍suspend·domestructureisonetypeofnewconstructionsystemoftherigidandflexible．Theroofingsteelstructureofthebadmintonstadiumfor2008OlympicGamesusesthesuspend-domestructuresystemwhichismadeupoftopchor

5、dsingle—layerlatticedshells，bottomcable，verticalstay-pole．Itisthefirsttimetousethesuspend·-domesystemtotheequalfly--paststeelstructureprojectfromhome—·areatooverseas．Inordertoprovesecurityofthewholestructureandvalidityofthehealthmonitoringsystem，theconstruc

6、tionmonitoringisconductedtothenewconstructionsystem．Firstly,thereal—timehealthmonitoringsystemofthebadmintonstadiumfor2008OlympicGamesisintroduced．Inthesystem，theforceofmembersandthetensiongofcablesaremonitoredreal—timelybyvibraterystaingauge，alsothearrange

7、mentoftimeisstudiedout．Secondly,thewholefiniteelementmodelisestablishedandsubjecttocalculationandanalysis．differentloadeasesareassembledanddifferentdamnifiedloopcablecasesareassumed，tocalculateandanalyzetheinternalforceandnodedisplacement，andaffirmingthesaf

8、etyduringtheconstructionprocess．Thirdly,theformulaaboutthemembersforceofsuperstructureandtensionofhoopcablefiredetruded．Themonitoringdatearecalculatedandanalysed，includingtensionofthehoopcable,forceoft