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1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文剛性屋面板索穹頂靜動力性能研究姓名：李紅雨申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：劉錫良;韓慶華20070601摘要索穹頂結(jié)構(gòu)一經(jīng)問世便以其構(gòu)造輕盈、造型別致、尺度宏偉、色彩明快等美學(xué)特征和所能實(shí)現(xiàn)的超大跨度受到了建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的青睞。本文首先回顧了索穹頂結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及其特點(diǎn)，并出于降低索穹項(xiàng)結(jié)構(gòu)的施工難度、降低結(jié)構(gòu)總體造價、為結(jié)構(gòu)的保溫等構(gòu)造措施以及結(jié)構(gòu)將來的維護(hù)提供方便等目的提出剛性屋面板索穹頂方案，在分別對比了兩種屋面材料——膜、壓型鋼板，總結(jié)兩種屋面材料各自的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)，并建立了對蒙皮
2、效應(yīng)的一個整體認(rèn)識，對它們進(jìn)行一系列的對比后，本文最后采用以壓型鋼板為屋面材料建立分析模型。此外本文對索穹項(xiàng)現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了回顧，并大概介紹了其基本原理，并在此基礎(chǔ)上提出一種新的索穹項(xiàng)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方法一初始擾動法，通過兩個算例驗(yàn)證了該方法的可行性及準(zhǔn)確性，此種方法對于弦支穹頂及索網(wǎng)格等張拉結(jié)構(gòu)也是快捷有效的，該方法對結(jié)構(gòu)的分析起到一定的簡化作用，也希望能將這種柔性結(jié)構(gòu)剛性化和初始擾動的分析思想用于其它結(jié)構(gòu)分析方面，之后本文對索穹頂結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行總結(jié)并對其預(yù)應(yīng)力進(jìn)行了優(yōu)化。為探討剛性屋面板索穹頂這種新方案的靜動
3、力性能，本文采用通用有限元軟件ANSYS，對一Geiger型剛性屋面板索穹頂模型方案及傳統(tǒng)不考慮屋面共同作用的索穹頂方案進(jìn)行靜動力分析對比，考察其在對稱荷載、半對稱荷載、模態(tài)、地震作用等方面之間的反應(yīng)差異，并在此基礎(chǔ)上提出了結(jié)構(gòu)的失效模式，且通過改善剛性屋面板的鋪設(shè)方法得出其對結(jié)構(gòu)受力性能的影響，并研究了預(yù)應(yīng)力大小、邊界條件、支撐等對其頻率、振型的影響，得出了一定的規(guī)律性結(jié)論。關(guān)鍵詞：剛性屋面板索穹項(xiàng)，膜，壓型鋼板，蒙皮效應(yīng)，初始擾動法，靜動力性能ABSTRACTAsthecabledomecoming0ut’duetoi
4、tslight-footedconformation,uniqueexterior,magnificentscaleandlivelycolorandSOon，theseaestheticcharacteristicsandthehugespanwhichisachievedbycabledomemakeitwinthefavorofarchitectsandstructuralengineers．Inthispaper,firstly,thestructureformsandthestructurefeaturesoft
5、hecabledomearereviewed,andOUtoftheaimsoftoreducetheconstructiondifficulty,toreducetheoverallconstructionco甌toprovidetheconveniencesforthestructureheatpreservationandfuturemaintenance，weproposetheprojectofrigidroofcabledome，thenWecontrasttwokindofroofage-membranean
6、dprofiledsheet，andsummarizetheircharacteristicsandmerits，shortcomings，thenwegetawholeunderstandingabouteffectofskindiaphragms，afterthatweestablishthemodelthroughtheprofiledsheetastheroofage．Exceptthat,thispaperreviewstheprestresseddesignmethodaboutcabledome，introd
7、ucesitsbasicprinciple．Atthebasicofit,proposesalleWprestresseddesignmethodaboutcabledome-themethodofinitialdisturbance，bytwOexamplesWegetitfeasibilityandaccuracy,thismethodplayssomecertainsimplificationrole，WehopethethoughtofstructurerigidityandinitialdisturbanceCa
8、nbeusedinotheraspectsofstructureanalysis．Afterthat,wesummarizethelossofprestressingforceandcarrieontheoptimizationtoitsprestressingforce．Inordertodiscus
