空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支座分析及現(xiàn)場實驗研究.pdf

1、隨著社會的進(jìn)步以及生活水平的提高，人們需要較大的空間進(jìn)行公共活動[1]。為此，建筑工程結(jié)構(gòu)正朝著超大化、復(fù)雜化的方向發(fā)展，如超大跨度的空間結(jié)構(gòu)體系等，尤其是近年來用于大型體育賽事的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑更是層出不窮，并且得到了結(jié)構(gòu)工程界越來越廣泛的重視，同時也越來越受到建筑師們的青睞。
　　 近年來，隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式越來越多樣化，復(fù)雜化，復(fù)雜焊接空心球也不斷地被采用，比如深圳文化中心的黃金樹結(jié)構(gòu)。自1965年天津大學(xué)劉錫良教授研制

2、發(fā)明并首次應(yīng)用以來，至今已推廣應(yīng)用近萬余座工程中。但是這類結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，所處環(huán)境狀況多變，發(fā)生損傷和破壞的潛在危險性較大，尤其是在施工過程中。國內(nèi)外對它的研究已經(jīng)有許多，但多集中在球體上。事實上，無論是連接桿件還是薄壁空心球只要出現(xiàn)局部屈服，節(jié)點都會喪失繼續(xù)承載的能力，即破壞，若不及時關(guān)注和控制，將會帶來一定的質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重時甚至?xí)绊懙秸w結(jié)構(gòu)。這就使得對這部分關(guān)健桿件的研究也尤為重要和必要。
　　 本文以西寧體育場為具體研究

3、對象進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　 (1)借助西寧體育場的健康監(jiān)測，對處于施工期間的復(fù)雜焊接空心球支座連接桿件的應(yīng)力變化進(jìn)行實時在線監(jiān)控，提取其監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與ANSYS有限元模擬分析結(jié)果做對比研究。從與球體連接桿件的角度，探究有限元方法研究此類問題的可靠性，確保其安全和穩(wěn)定。
　　 (2)在現(xiàn)場監(jiān)測過程中，由于現(xiàn)場施工的誤傷以及傳感器本身的脆弱，常常會遇到監(jiān)測一段時間后傳感器監(jiān)測異?；驂牡舻默F(xiàn)象，從而影響對結(jié)構(gòu)損傷的判

4、斷。針對這一問題，通過灰色模型理論，對大型體育場的靜態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行分析和預(yù)測。分析結(jié)果表明:預(yù)測取得了較好的效果，準(zhǔn)確性較高，預(yù)測的結(jié)果與實際監(jiān)測基本相符。數(shù)據(jù)顯示西寧體育場鋼結(jié)構(gòu)處于正常工作狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布合理，剛度儲備大，結(jié)構(gòu)安全。
　　 (3)在空間網(wǎng)架設(shè)計中，節(jié)點的設(shè)計至關(guān)重要，直接影響整個網(wǎng)架的安全。針對節(jié)點的研究，國內(nèi)外已經(jīng)有許多，但對于直徑達(dá)1000mm的巨型復(fù)雜焊接空心球節(jié)點的研究卻比較少。在新

5、推行的《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ7-2010)也沒有對此類大直徑的焊接空心球承載力做說明。鑒于此，本文對直徑1000mm的巨型復(fù)雜焊接空心球節(jié)點進(jìn)行承載力的模擬分析計算，并通過若干變參數(shù)的線性回歸方法，提出適用于球徑達(dá)1000mm的焊接空心球節(jié)點受壓承載力初步計算公式。為今后的研究及工程設(shè)計提供指導(dǎo)。
　　 (4)利用ANSYS有限元軟件對西寧體育場復(fù)雜焊接空心球支座進(jìn)行模擬，探究其在各種工況下的受力變形情況，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并