本文關(guān)鍵詞：六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的理論分析與試驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著我國科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展,建筑工業(yè)化已成為我國建筑結(jié)構(gòu)的重要發(fā)展方向。其不僅為我國建筑工程行業(yè)的發(fā)展指明了方向,也給裝配式空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來了機(jī)遇。本文在這一背景下,從“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)和裝配化施工”的角度出發(fā),提出了一種新型裝配式空間結(jié)構(gòu)—六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),并從理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)實(shí)踐等方面,對其進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。為這一裝配式結(jié)構(gòu)體系的工程應(yīng)用打下基礎(chǔ),希望借此為我國綠色空間鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。第1章回顧了空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史,并對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)及其計(jì)算分析方法進(jìn)行了總結(jié),介紹了國內(nèi)外裝配式空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的研發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀,闡述了當(dāng)前新型裝配式空間結(jié)構(gòu)體系研發(fā)的背景和意義,明確了本文的研究內(nèi)容。第2章結(jié)合六桿四面體單元和柱面網(wǎng)殼的特點(diǎn),提出了一種新型裝配式空間結(jié)構(gòu)一六桿四面體柱面網(wǎng)殼,分析了六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)形,并提出了一種半剛接半鉸接的新型裝配式節(jié)點(diǎn),其具有構(gòu)造簡捷、自重輕的特點(diǎn)。第3章為六桿四面體柱面網(wǎng)殼的靜力和穩(wěn)定性分析�？紤]全跨均布荷載和半、全跨組合荷載兩種作用。得到了結(jié)構(gòu)的受力情況、剛度分布和極限承載力。研究結(jié)果表明六桿四面體柱面網(wǎng)殼具有良好的靜力和穩(wěn)定性能。第4章中,通過計(jì)算表明兩縱端支承的六桿四面體柱面網(wǎng)殼屬于穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)范疇。從便于操作、易于實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā),提出了六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的簡捷設(shè)計(jì)方法,驗(yàn)證了方法的有效性,該簡捷設(shè)計(jì)法可推廣應(yīng)用到其他以穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。運(yùn)用這一方法,模擬工程設(shè)計(jì),得到45m橫向跨度的六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件用鋼量為27.48 kg/m2,具備良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),有推廣應(yīng)用的前景。第5章對基于簡捷設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行分析,并在這一基礎(chǔ)上探討了動(dòng)力時(shí)程分析中構(gòu)建Rayleigh阻尼矩陣的參數(shù)選擇,然后對六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算和分析。結(jié)果表明六桿四面體柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體剛度分布較為合理,具有良好的抗震性能。第6章以一橫向跨度為7.2m的六桿四面體柱面網(wǎng)殼實(shí)體模型作為試驗(yàn)對象,設(shè)計(jì)并研制了一套簡易的可微調(diào)立體胎架,解決了裝配式空間鋼結(jié)構(gòu)制作精度難以保證的問題;實(shí)踐了單元的堆放運(yùn)輸,并在試驗(yàn)大廳進(jìn)行了單元到整體結(jié)構(gòu)的裝配施工;對裝配完成后的六桿四面體柱面網(wǎng)殼試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了安裝誤差測量,結(jié)果表明安裝精度良好。第7章對裝配完成的網(wǎng)殼模型,進(jìn)行全跨和半跨靜載試驗(yàn),研究其受力性能和結(jié)構(gòu)剛度。將實(shí)測結(jié)果與理論模型進(jìn)行了對比,并分析了誤差來源。然后進(jìn)一步對六桿四面體張弦柱面網(wǎng)殼模型進(jìn)行了試驗(yàn)研究。第8章對本文的研究工作進(jìn)行了總結(jié),并對相關(guān)課題的進(jìn)一步深入提出了展望。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU399

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本文編號：1272001