弦支穹顶结构施工方法研究和施工过程模拟分析

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1、天津大学硕士学位论文弦支穹顶结构施工方法研究和施工过程模拟分析姓名：秦亚丽申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：陈志华20061201中文摘要弦支穹项作为一种新型预应力空间钢结构体系，其结构受力合理、刚度大、重量轻，制作安装也比较方便，可以更合理、更经济、更美观地跨越大跨度空间，近几年在大跨度空间结构中应用越来越多。本文在以往研究的基础上，以常州体育馆为背景，对弦支穹顶结构施工方法进行了较为系统和全面的研究，对施工过程进行了模拟分析。简单介绍了弦支穹项结构的概念、特点和实际工程应用的情况，对

2、国内与弦支穹顶结构相关的施工方法研究成果进行了总结，明确了对弦支穹项结构进行施工过程分析的必要性，目的是为更好地促进弦支穹顶结构的发展和应用。首先介绍了计算分析使用的杆单元、刚接梁一柱单元以及柔性索单元的几何非线性有限单元法。然后讨论了弦支穹顶结构施工过程分析的内容。总结和提出了施工过程分析方法和预应力施工三种方案。以在建的常州体育馆椭圆形弦支穹项结构为研究对象，在理论上提出了总体施工方案，提出了满足预应力施工的脚手架二阶平台设计思想。针对该椭圆形弦支穹顶结构，对同环环索索段受力分布规律进行了研

3、究。通过张力补偿法对该结构进行了结构形态分析，完成了确定拉索预应力值的过程和放样态的找形过程分析。运用张力松弛法对结构进行了施工过程分析，得到了考虑预应力拉索张拉顺序的张力施工控制值。此外还对施工过程中预应力调整和补偿提出了方案。最后对弦支穹顶的环索受力规律、施工过程分析等研究成果进行了总结，并对就椭圆形弦支穹顶同环环索受力不同的情况下采用同环环索分段张拉的预应力施加方案，理论上对施工搭设的脚手架的模拟等研究内容进行了展望。关键词：椭圆形弦支穹顶结构；改进的张力补偿法；张力松弛法；形态分析；施工

4、过程；模拟分析；脚手架二阶平台设计ABSTRACTSuspendome，anewkindofprestressedspatialsteelstructure，Callcrossalargerspanreasonably,economicallyandgrandlywithadvantagesofreasonableforceflow,highrigidity,lowweightandsimpleconstruction．OnthebasisofChangzhougymnasium，thecons

5、tructionmethodforsuspendomeisfurtherstudiedsystematicallyandcomprehensivelyandtheconstructionprocessforsuspendomeissimulatedinthisPaper．Theconcept，characteristicandapplicationforactualengineeringareanalyzed·Generalizationaboutthecivilpresentresearchw

6、orkismadeintermsofconstructionmethodrelatedtosuspendome．Thenecessityofconstructionprocessanalysisforsuspendomeisdefinite，whichistopromotethedevelopmentandapplicationforsuspendomegreatly．Geometricalnonlinearfiniteelementmethodsareintroduced，whichrefer

7、topin-jointedelement，rigid-jointedbeam—columnelementandflexiblecableelement·Thenthecontentofconstructionprocessanalysisisdiscussed．Theanalysismethodforconstructionprocessisgeneralizedandthreeprestressconstructionmethodsarepresented．Theellipticalsuspe

8、ndomestructureintheprojectofChangzhouGymnasiumisanalysedinthispaper．Thewholeconstructionschemeintheoryandthedesignoftwolanding．stageofscaffoldinordertosatisfyprestressconstructionarepresented．Theforcedistributionregularityofcablesegmentinthesamehoopc