800米超大跨凱威特巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究及優(yōu)化
【學(xué)位單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2017
【中圖分類(lèi)】:TU399
【部分圖文】:
公元125年建成的古羅馬萬(wàn)神廟跨度為43.5m,其結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)穹頂,如圖1-1 a)所示。將近兩千年后,1957年建成的小羅馬體育宮跨度為60m,其結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土網(wǎng)殼,如圖1-1 b)所示。在如此漫長(zhǎng)的歲月中,受制于建筑的材料、結(jié)構(gòu)體系和理論計(jì)算水平,建筑結(jié)構(gòu)跨越能力的提高非常緩慢。a) 古羅馬萬(wàn)神廟 b) 羅馬小體育宮 c) 英國(guó)倫敦千年穹頂d) 日本福岡穹頂 e) 中國(guó)國(guó)家體育場(chǎng) f) 重慶奧體中心體育場(chǎng)圖1-1 代表性空間結(jié)構(gòu)建筑近三十年來(lái),隨著新的材料、新的工藝、新的技術(shù)和新的結(jié)構(gòu)形式不斷涌現(xiàn),在相對(duì)比較成熟的結(jié)構(gòu)分析理論支撐下,目前世界上跨度在150m以上的大跨度結(jié)
共建筑陸續(xù)建造。目前,我國(guó)已經(jīng)具備了設(shè)計(jì)建造跨度達(dá)300m以上空間結(jié)構(gòu)的能力:2008年建成的國(guó)家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”,它的長(zhǎng)軸為332.3m,短軸為296.4m,巨大的箱形截面桁架構(gòu)成其結(jié)構(gòu)主體,如圖1-1 e)所示; 2004年建成的重慶奧體中心袁家崗體育場(chǎng),上部拱桁架跨度達(dá)到312m[3],如圖1-1 f)所示。早在二十世紀(jì)六十年代,來(lái)自美國(guó)、歐洲與日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的學(xué)者就開(kāi)始對(duì)超大跨度城市穹頂方案展開(kāi)研究,并提出了一些概念性的設(shè)計(jì)方案,其中部分方案得到國(guó)際同行的認(rèn)可[4],具體方案如圖 1-2 所示。a) 曼哈頓穹頂 b) 北極之城
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文覆蓋曼哈頓島的 40 多個(gè)街區(qū),結(jié)構(gòu)概念方案如圖 1-2 a)所示。1971 年,Otto 提出了一個(gè)直徑 2000m 的充氣結(jié)構(gòu),如圖 1-2 b)所示。該結(jié)構(gòu)計(jì)劃建在北極,用來(lái)改變常駐北極人員的生存和工作環(huán)境。為了抵抗颶風(fēng)和熱浪的,美國(guó)的工程師提出了一種跨度為 1600m、高度為 450m 的休斯敦城市穹頂,如圖 1-2 c)所示。美國(guó)的一家索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝公司提出了一種跨度高達(dá) 1931m 的拱桁架城市穹頂,如圖 1-2 d)所示。該結(jié)構(gòu)分為兩級(jí),第一級(jí)由沿徑向的巨形拱桁架組成,第二級(jí)由輕型的索膜結(jié)構(gòu)組成,鑲嵌在巨形拱桁架之間。目前我國(guó)規(guī)劃中的城市穹頂已經(jīng)進(jìn)入了研究階段,中國(guó)建筑總公司目前已經(jīng)提出并開(kāi)始設(shè)計(jì)的城市穹頂跨度為 800m,如圖 1-3 所示,擬建于北方寒冷城市,建筑的內(nèi)部有海洋、沙灘和多座功能性建筑。本課題《800m 超大跨凱威特巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究及優(yōu)化》來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào) 5150081191),主要是為超大跨城市穹頂設(shè)想的實(shí)現(xiàn)做準(zhǔn)備工作。
【參考文獻(xiàn)】
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2 肖建春;王宏鑫;徐灝;夏紹全;馬星;馬克儉;;超大跨度局部雙、三層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)對(duì)多點(diǎn)地震波輸入的反應(yīng)[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2010年S1期
3 賀擁軍;周佳偉;周緒紅;;拉索預(yù)應(yīng)力球面巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)靜力性能優(yōu)化分析[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期
4 齊月芹;;大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];施工技術(shù);2009年S2期
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7 劉晚成;周華斌;林琳;郭曉江;;超大跨度自平衡預(yù)應(yīng)力索桿球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析[J];沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年04期
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4 王慶;六種典型雙層球面網(wǎng)殼參數(shù)化建模及形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];山東建筑大學(xué);2012年
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