大型索桿混合體系結構優(yōu)化及穩(wěn)定承載力分析.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展和科學的進步，傳統(tǒng)結構形式由簡單到復雜，由平面到空間，由單一到混合，發(fā)生了復雜而深刻的演化。結構體系均朝輕質、高效的趨勢發(fā)展，索—桿結構體系是其中一種優(yōu)秀的結構形式。本文結合“阿布賈文化中心”（Abuja）項目，從索—桿結構形式的演化歷程到各種工程實例，系統(tǒng)地總結了索—桿結構體系的特點，說明了該體系的優(yōu)越性。同時通過介紹一批歐洲鋼結構項目或歐洲工程師設計的結構，探尋了索—桿結構在大型空間結構設計中常采用的結構形式和構造

2、方法。 本文以Abuja項目為背景，詳細介紹了索—桿結構體系的優(yōu)化方法，逐步揭示了其結構（主要是中心穹頂單層網(wǎng)殼）方案的優(yōu)化和選擇過程，對類似工程的優(yōu)化設計具有指導意義。大跨度鋼結構設計過程中需要深入研究結構的整體穩(wěn)定性，因為結構的極限承載力與穩(wěn)定性密切相關。從計算模型、有限元方法、平衡路徑跟蹤和初始缺陷的四個計算階段詳細列出了結構整體穩(wěn)定性計算的步驟和過程，并給出Abuja項目穩(wěn)定計算的詳細過程和結果，為工程設計提供數(shù)據(jù)和依據(jù)

3、。節(jié)點連接是鋼結構設計的關鍵問題之一，連接節(jié)點的性能直接影響結構的承載能力。由于節(jié)點常呈現(xiàn)半剛性的特點，單純采用的鉸接或剛接假定有可能會導致計算出現(xiàn)較大誤差，計算時要明確所采用節(jié)點的類型，不能盲目簡化。本文采用有限元軟件ANSYS計算分析了平齊式端板節(jié)點的性能特性，得出了節(jié)點半剛性對構件變形、內力以及結構整體穩(wěn)定性的影響規(guī)律。限于理論水平的發(fā)展階段尤其是人們對理論認識的誤區(qū)，以及通用有限元軟件一定程度上的局限性，在結構穩(wěn)定承載力分析過程