受荷連桿機構的運動穩(wěn)定性和索桿結構的索長誤差效應分析.pdf

1、隨著工程技術的進步，現代大跨度空間結構體系日益新穎，形式日益復雜，規(guī)模日益龐大，這也對該類結構的施工技術提出了更高的要求。本文針對大跨度空間結構的若干關鍵施工技術，重點研究了以柱面網殼折疊展開式施工為背景的受荷連桿機構運動形態(tài)及其穩(wěn)定性，以及索桿張力結構在施工張拉過程中索長誤差引起的初始預應力損失兩個方面的內容。 本文首先基于能量原理，推導了索桿結構穩(wěn)定性的統(tǒng)一判定方法：切線剛度矩陣最小特征值法。應用這一方法，能有效地分析每一平

2、衡形態(tài)的穩(wěn)定情況。通過與幾何力法的比較，指出了幾何力法判定穩(wěn)定問題的不全面性，而此法是穩(wěn)定問題的充要條件。同時，本文通過對彈性剛度矩陣的特征值分析，證明了對應于彈性剛度矩陣零特征值的特征向量即為機構位移模態(tài)。 以網殼結構折疊展開式施工為背景，本文討論了受荷連桿機構的運動形態(tài)及其穩(wěn)定性問題。通過對受荷連桿機構的對稱提升和頂升以及非對稱提升施工的形態(tài)分析，總結出了受荷連桿機構的運動特點，并指出非對稱施工不能使結構成形至設計狀態(tài)。針對

3、運動過程中連桿機構的不穩(wěn)定現象，本文還對體系分段、吊索布置等改善運動穩(wěn)定性的措施進行了研究，并從切線剛度的構成，剖析了影響受荷連桿機構運動穩(wěn)定性的因素，即體系幾何和拓撲及內力分布。 針對柔性預張力索桿體系在施工張拉過程中初始預應力的損失問題，本文提出了基于索長誤差的體系預應力敏感性分析方法。通過對索長誤差建立正態(tài)分布隨機模型，以一桅桿斜拉懸索系統(tǒng)為例，研究了索長誤差對結構的形狀以及預應力的影響，同時還對不同施工張拉方案和放寬索長