结构冗余度理论及其在张拉整体穹顶中的应用

发布时间：2024-04-17 21:35

　　冗余度研究是结构鲁棒性和安全性研究领域的一个重要方向,受到国内外学者的广泛关注。国内外学者从多个角度对结构冗余度进行度量,提出了多种评价指标,包括概率性冗余指标、确定性冗余指标、全寿命冗余指标、与敏感性相关的冗余评价指标以及与构件重要性相关联的冗余评价指标等,并将这些指标应用于建筑、桥梁和船体等结构体系的研究中。然而针对大跨度空间结构的冗余度研究,尤其是柔性空间结构的冗余度研究还较为缺乏。作为一种新型且典型的大跨度柔性空间结构,张拉整体穹顶形式新颖、外观轻盈且可控性强,应用范围十分广泛。虽然已有不少学者对于张拉整体穹顶的组成单体(n杆棱柱单体)以及构型简单的张拉整体穹顶进行了研究,但对于构型复杂的张拉整体穹顶及其冗余特性的研究较少。本文一方面旨在探索以杆系和梁系结构为代表的刚性结构冗余度理论,以及以索杆体系为代表的柔性结构冗余度理论,提出新的冗余度评价指标以分别评价刚性结构和柔性结构的冗余性能,为大跨空间结构的冗余度理论研究提供新方法、新思路。另一方面旨在对由3杆棱柱单体组成的张拉整体穹顶进行科学性研究,分析其几何、拓扑、成型方法以及冗余特性,为该种张拉整体穹顶结构的应用提供理论基础和...

【文章页数】：244 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１大跨度空间建筑结构示例??

福冈体育馆、美国新奥尔良“超级穹顶”、加拿大蒙特利尔体育馆、中国国家大剧院、??澳大利亚悉尼歌剧院、上海世博会世博轴、广州国际会展中心、上海浦东机场丁２航??站楼等等。图１为典型的大跨空间建筑结构。这些形态优美独特的建筑，将建筑与艺??术完美结合，彰显着城市气质，得到越来越多人的....

图１．２大跨空间结构破坏事故??

（ｉ）上海世博会世博轴?（ｊ）广州国际会展中心??图１．１大跨度空间建筑结构示例??大跨度空间结构形式新颖多样，包括薄壳结构、折板结构、单层网壳结构、弦支??网壳结构、网架结构、立体桁架结构、预应力网架结构、悬索结构、索网结构、张拉??整体结构、索穹顶结构、气囊式膜结构、支承膜结....

图１．４张拉整体穹顶结构??

１．２．４张拉整体穹顶及其冗余度研究现状??目前有两种类型的张拉整体穹顶形式，分别为《杆棱柱单体组成的张拉整体穹顶??（如图１．４?（ａ）所示）和环形张拉整体索穹顶（如图１．４?（ｂ）所示）。前者由一系列《??杆棱柱单体通过一定的组合方式组合而成，后者由一个张拉整体环和索穹顶组成....

图２．１杆单元轴向拉伸变形??

空间杆单元主要发生轴向拉伸变形。本节主要讨论拉伸作用下，杆单元变形与应??变能的关系，进而推导基于轴拉变形的空间杆单元势能方程。??在单元坐标系〇－吞？下，受拉伸作用的空间杆单元发生如图２．１所示的变形。受??拉伸共同作用的空间杆单元应变能ｎｓｅ［１Ｇ７］的表达式为：??Ｕ：?＝....

本文编号：3956956