宿遷運(yùn)河體育館類橢圓弦支穹頂受力性能研究.pdf

1、已建成的弦支穹頂結(jié)構(gòu)平面形狀均為圓形或橢圓形，本文以宿遷運(yùn)河體育館類橢圓形弦支穹頂為工程背景，對(duì)項(xiàng)目采用的類橢圓弦支穹頂進(jìn)行了形狀優(yōu)化、索力優(yōu)化和截面優(yōu)化，對(duì)比了優(yōu)化前后的四種穹頂形式的靜、動(dòng)力特性，主要內(nèi)容如下:
　　1.本文將基于應(yīng)變能敏感度的形狀優(yōu)化方法推廣應(yīng)用于類橢圓弦支穹頂結(jié)構(gòu)。通過應(yīng)變能敏感度的正負(fù)及大小，得到類橢圓弦支穹頂節(jié)點(diǎn)豎向坐標(biāo)的調(diào)整方向和步長，逐步迭代即可使穹頂形狀趨于合理。運(yùn)用該優(yōu)化方法可提高結(jié)構(gòu)的整體剛度

2、及材料利用效率，降低結(jié)構(gòu)對(duì)初始缺陷的敏感性;
　　2.在均布荷載作用下，采用該方法優(yōu)化出的類橢圓弦支穹頂?shù)淖顑?yōu)形狀是基于四次多項(xiàng)式曲線旋轉(zhuǎn)得到的四階曲面。其受力性能明顯優(yōu)于工程中常用的基于圓弧、拋物線、懸鏈線等曲線旋轉(zhuǎn)得到的曲面;
　　3.類橢圓弦支穹頂索力優(yōu)化結(jié)果表明:類橢圓弦支穹頂沿斜對(duì)角方向徑向索拉力明顯大于其它方向;內(nèi)環(huán)索及內(nèi)徑向索拉力明顯小于外圈;下部索系采取每節(jié)點(diǎn)下設(shè)撐桿的布索方式時(shí)，上部穹頂桿件中的彎矩更小，用

3、鋼量更低;
　　4.在形狀優(yōu)化、索力優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)四階類橢圓弦支穹頂進(jìn)行了靜力、結(jié)構(gòu)自振特性以及地震響應(yīng)分析。并將分析結(jié)果與橢圓弦支穹頂、二階類橢圓弦支穹頂及類橢圓單層網(wǎng)殼進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明:四階類橢圓弦支穹頂?shù)撵o動(dòng)力性能均優(yōu)于另兩種類橢圓形式，但略差于橢球形弦支穹頂，環(huán)索預(yù)應(yīng)力、支座約束以及撐桿高度對(duì)四階類橢圓弦支穹頂自振特性影響很小;
　　5.對(duì)四階類橢圓弦支穹頂進(jìn)行特征值屈曲分析和非線性屈曲分析，分析表明:四階類橢圓