【摘要】：由于全球變暖的趨勢日益增加,揚沙和發(fā)生在我國中東部一帶的霧霾天氣也日益增多,嚴重影響到人們的正常生活和工作。本文基于一種新型的城市穹頂理念,考慮將部分建筑物或是基礎設施配套齊全的小區(qū)籠罩在超大跨度穹頂結構之下,依靠穹頂結構來抵御惡劣的自然環(huán)境,通過結構內(nèi)部各種配套設施調(diào)節(jié)環(huán)境溫度和濕度,形成內(nèi)部適宜人類居住和工作的環(huán)境。城市生態(tài)穹頂應該是超大跨度的封閉結構。本文在已有超大跨度空間結構形體及施工研究成果的基礎上,以跨度為300米的球面立體桁架巨型網(wǎng)格結構為主要研究對象,對其結構選型、靜力性能與施工技術和施工過程模擬等方面進行研究。巨型網(wǎng)格結構包括主結構和子結構兩部分。徑向和環(huán)向立體桁架構成的主結構是主要受力部分,子結構平板網(wǎng)架為次要受力結構。本文在結構靜力分析時,采用主結構單獨承載和主結構、子結構兩者協(xié)同承載兩種方法,對比了兩種計算方法下結構自振特性、支座反力、節(jié)點最大位移和桿件內(nèi)力差別。同時,本文在總結現(xiàn)有空間結構施工方法的基礎上,提出了針對文中模型的一種新的施工方法—分步頂升施工法。這種方法是在攀達穹頂施工法和逆做安裝法的基礎上,將結構的整體頂升技術和拼裝技術結合起來,先對中心結構和周圍環(huán)形結構地面原形拼裝,將中心結構頂升后,高空補齊中心結構與環(huán)形結構之間的桿件,逐次將中心結構從內(nèi)向外進行施工。與攀達穹頂法不同的是,這種方法不需要在結構中設置單軸鉸,在施工中不會形成機構,但是保留了攀達穹頂法可以在地面完成大部分構件拼裝的優(yōu)點。在施工過程模擬分析時,經(jīng)判斷給出了每次頂升時千斤頂?shù)捻斏恢煤蛿?shù)目,考慮結構在夏季溫度最高時和冬里溫度最低施工時由溫度變化帶給結構施工過程的影響,記錄每個施工階段結構變形和構件的最大應力,判斷分步頂升施工方法的可行性和結構的最優(yōu)施工時段,給出當無法避開最惡劣的季節(jié)施工時可以采取的適當方法來保證結構施工過程的安全性。此外,還對結構的坐標預調(diào)值進行了詳細的計算和給出了千斤頂頂升支架拼裝的方法。分析結果表明,采用主結構單獨承載的計算方法基本上能反映整體結構的靜力性能,但是需要對網(wǎng)架與桁架連接處的網(wǎng)架局部上弦桿件進行加強。分步頂升施工法適用于本文模型；溫升作用對結構施工過程有較大影響,應避開夏季最高溫季節(jié)施工,無法避開時選擇夏季每天最低溫時段施工。超大跨度結構在施工前必須進行坐標預調(diào)。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU399;TU745

【參考文獻】

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本文編號：2536775