旋轉(zhuǎn)盤扣式空間桁架的試驗(yàn)研究和理論分析.pdf

1、旋轉(zhuǎn)盤扣式空間桁架的試驗(yàn)研究和理論分析ExperimentalResearchandTheoreticalAnalysisonSpaceTrusswithRotatingFasl“MembersasteningMemers一級(jí)學(xué)科：學(xué)科專業(yè)：研究生：指導(dǎo)教師：土木工程結(jié)構(gòu)工程李勤山王鐵成天津大學(xué)建筑工程學(xué)院‘二零一五年十月一奪一直，平丁月中文摘要近年來(lái)，大直徑筒倉(cāng)在工業(yè)建筑中得到大量的應(yīng)用。但是，筒倉(cāng)中的空間桁架尚缺乏理論分析。本文提出

2、新型旋轉(zhuǎn)盤扣式空間桁架結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)桁架及其桿件的試驗(yàn)研究和有限元分析，系統(tǒng)研究桁架的受力特點(diǎn)和性能參數(shù)影響規(guī)律，分析了桁架的承載能力、變形性能和桿件應(yīng)力等，為其應(yīng)用提供依據(jù)。基于有限元分析，建立了空間桁架受力的有限元模型，分別對(duì)多尺度參數(shù)的桁架的承載能力和變形等受力性能進(jìn)行分析，解明旋轉(zhuǎn)盤扣式空間桁架的極限承載力，桁架高度、弦桿長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)承載力的影響規(guī)律，確定最優(yōu)桁架桿件組合。通過(guò)新型結(jié)構(gòu)桿件及連接節(jié)點(diǎn)的基本力學(xué)性能試驗(yàn)，確定桿件及節(jié)

3、點(diǎn)在不同受力條件下的破壞特征及受力變形規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了21米直徑旋轉(zhuǎn)盤扣式桁架的試驗(yàn)，分析桁架的受力性能，驗(yàn)證有限元分析結(jié)果及桁架結(jié)構(gòu)的適用性。研究表明，桁架受力和變形規(guī)律的試驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果基本一致，桁架具有良好的承載能力和整體變形性能。通過(guò)對(duì)大直徑桁架研究，確定了桁架在筒倉(cāng)內(nèi)的最優(yōu)懸吊形式，并對(duì)其桿件和懸吊失效的安全性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在局部桿件或懸吊失效的情況下，桁架不會(huì)破壞，具有較高的安全儲(chǔ)備?；诖笾睆叫D(zhuǎn)盤扣

4、式桁架的極限承載力和破壞模式，對(duì)局部加強(qiáng)型空間桁架進(jìn)行分析，結(jié)果表明：中心3X3雙層桁架為最合理的局部加強(qiáng)方案，在第二階段的最大撓度相比未加強(qiáng)桁架的撓度降低了28％，第三階段的最大撓度降低了33％，有效提高了桁架的剛度。桁架底面內(nèi)圈拉索錨固處設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力索對(duì)預(yù)應(yīng)力旋轉(zhuǎn)盤扣式桁架的受力性能的分析結(jié)果表明，桁架撓度最大降低約為41％，桿件最大應(yīng)力降低約為54％，體外預(yù)應(yīng)力可以顯著降低桁架的撓度和桿件應(yīng)力。關(guān)鍵詞：空間桁架；旋轉(zhuǎn)盤扣；承載力