浅谈新型张拉空间结构受力性能研究与优化

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1、西安理工大学硕士学位论文新型张拉空间结构受力性能研究与优化姓名：余凯申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：高兑现20070301摘要论文题目：新型张拉空间结构受力性能研究与优化学科专业：结构工程研究生：余凯‘签名：么型b指导教师：高兑现教授签名：亥丝笠摘要随着生活水平的不断提高，文化、体育、工业生产等事业的不断进步，人们增加了对空间结构，尤其是大跨度高性能空间结构的需求，从而促进了大跨度空问结构在我国的迅猛发展。而随着实际工程数量的增多，空间结构的形式趋于多样化，其相应的理论研究和设计技术也逐步趋于完善。近年来，在预应力技术与空间钢结构发展的基础上

2、，发展出很多新的空间钢结构体系，张弦梁结构便是其中之一。张弦梁结构是近几年才发展起来的一种典型的预应力索杆结构，具有很多优点。而在张弦梁结构的基础上，日本等国家最近又发展了一种新型的空间张拉结构，这是一种由空间预应力索网、张弦梁等结构组成的空间张拉结构(日本大学的M．Saitoh(斋藤公男)教授称此结构为SKELSION系统结构)，该结构在充分发挥张弦梁结构优点的基础上，又发挥了空间预应力索网的结构优点，使得结构受力更加合理，结构更加稳定。该结构在我国尚属起步阶段，对其性能的研究对指导工程实践具有重要的意义。本文以有限元理论为基础，结合空间张拉结构几何

3、非线性特征，利用通用有限元软件ANSYS的非线性模块对此空间结构(SKELSIoN系统结构)进行仿真分析。主要工作如下：首先，应用软件ANSYS的生死单元法和APDL，对其空间索网和张弦梁进行结构找形。进而对其在雪荷载、风荷载作用下的结构受力机理和特点进行分析，并应用时程分析法，研究结构空问索网预张力、空间索网布置和张弦梁垂跨比等参数对结构的动力特性、竖向地震响应的影响，得出结论。最后，应用软件ANSYS的APDL，以用料最省为目标，在考虑相关规范的基础上进行结构优化，并讨论了空间索网预张力、空间索网布置等参数对优化结果的影响。通过本文的研究，对新型空

4、间张拉结构的受力特性有了更进一步的认识，为将来的工程设计提供一定的参考依据。关键词：张拉空间结构：张弦梁；预应力；时程分析；APDL西安理工大学项士学位论文Title：THEPERFORMANCERESEARCHANDOPTIMIZESOFANEWTENSILESPATIALSTRUCTUREMajor：StructureEngineeringName：KaiYUSignature：丝丛Supervisor：Prof．DuixianGAOsignature；．1211：：j兰丝：j跨‘’AbstractWiththelivingstandardimpr

5、ove,cultu把，sports，industrialproductionenterunceasinglyimprove,‰peoplesa锄gthenedtothespat／a／structure,inparticulargreatspanhighperformancespatialstructuredemand,thuspromotedthegreatspanspatialstructureinOUrcountry'sswit!tandviolentdevelopment．thenwithactualprojectquantityincrease

6、，thespatialstructuresituationtendstothediversification,itscorrespondingfundamentalresearchandthedesigntechnologyalsogradtIallytendtotheconsummation．Inrecentyears，developsoutmanynew印aoesteelstroctm℃system011thebasisthatsteelstnlctUl'edevelopingintheprestressingforcetechnologyands

7、paoe，BeamStringStructure(BSS)constructionis咄ofwhich．BeamStringStructure(BSS)constructionisthatonlyakindofrepresentativeprestressingforcedevelopingdemandspolestngCtu℃，ithasmanymerit0V01"thepastfewyears．CountriessuohasJapanhasdevelopedakindofnewspacestrainstructm'e，ithasbeenthatak

8、indofsspacestrainStnlClm屯beingcomposedofs扭ucnl∞