索穹頂結(jié)構(gòu)體系節(jié)點(diǎn)形式及性能研究.pdf

1、索穹項(xiàng)結(jié)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)效率極高的全張力結(jié)構(gòu)體系，這種全新的結(jié)構(gòu)形式一經(jīng)出現(xiàn)便以其新穎的造型、經(jīng)濟(jì)的造價(jià)、巧妙的構(gòu)思在國(guó)內(nèi)外引起了廣泛的興趣和關(guān)注。該結(jié)構(gòu)充分利用鋼材的抗拉強(qiáng)度，并使用薄膜材料作屋面，所以結(jié)構(gòu)自重很輕，且結(jié)構(gòu)單位面積的平均重量和平均造價(jià)不會(huì)隨著結(jié)構(gòu)跨度的增加而明顯增大。但在我國(guó)大陸尚未有索穹頂結(jié)構(gòu)應(yīng)用的工程實(shí)例，雖然目前對(duì)索穹頂結(jié)構(gòu)已有一定的研究，但是還不夠成熟和完善，特別是對(duì)索穹頂結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式及性能的研究很少，因此本文對(duì)索

2、穹頂結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)展開研究。 本文在已有索穹頂結(jié)構(gòu)研究成果的基礎(chǔ)上，闡述了索穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和分類，總結(jié)了索穹頂結(jié)構(gòu)及其節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀，并指出了索穹頂結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的連接種類及在已有工程和文獻(xiàn)中應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)形式。 對(duì)索穹頂結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)選取鑄鋼節(jié)點(diǎn)的形式，討論了鑄鋼節(jié)點(diǎn)的分類與特性，提出了節(jié)點(diǎn)的一般設(shè)計(jì)原則。在以上基礎(chǔ)上，首先闡述了節(jié)點(diǎn)各組成部件錨具、夾具、銷軸的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并給出了索穹頂結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求。對(duì)典型的Geiger、Levy型

3、和Kiewitt型的索穹頂結(jié)構(gòu)選取三類有代表性的節(jié)點(diǎn)對(duì)其形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并提出了節(jié)點(diǎn)尺寸初步確定的計(jì)算公式。 利用大型有限元軟件ANSYS建立上述節(jié)點(diǎn)的三維實(shí)體模型，并對(duì)所建立的鑄鋼節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行彈塑性數(shù)值計(jì)算。為模擬節(jié)點(diǎn)的實(shí)際工作狀態(tài)，在模型中考慮材料和接觸兩類非線性。對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得出了三類節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布規(guī)律、接觸單元的接觸狀態(tài)及接觸應(yīng)力的分布特點(diǎn)；并對(duì)節(jié)點(diǎn)的破壞模式進(jìn)行了討論。對(duì)影響節(jié)點(diǎn)承載能力的重要因素銷軸直徑和