大跨度屋蓋結構的設計選型及方案研究.pdf

1、大跨度空間鋼結構體系已經在實際工程中廣泛應用，在不同的條件下選用適合的優(yōu)化結構形式十分必要。本文以實際工程項目——唐山東湖會展中心屋蓋結構(跨度100m)為研究對象，以得出最優(yōu)的大跨度屋蓋結構設計，為中國中建設計院直營總部的后續(xù)設計提供參考為最終目標。采用有限元分析手段，對網架結構、張弦管桁架結構以及索托管桁架結構三種結構形式進行體系選型分析，進而針對索托管桁架結構的受力性能、經濟性能以及整體穩(wěn)定性能進行參數分析，得到結構最優(yōu)設計方案，

2、并在此基礎上進行結構的抗震性能分析。
　　本文具體研究內容及主要結論如下:
　　(1)在MIDAS中分別建立了網架結構、張弦梁結構以及索托結構的有限元模型，在控制結構變形滿足規(guī)范要求且結構桿件使用充分的前提下，對三種結構進行了方案比選分析。從結構受力性能角度，索托結構桿件最大軸向壓力降低了30％-40％;從結構的用鋼量角度，索托結構用鋼量為38.55kg/m2，張弦梁結構為67.01kg/m2，網架結構為81.07kg/m2

3、。
　　(2)在MIDAS中建立了索托結構的單榀模型，對索托結構的受力性能進行了參數化分析。在控制結構材料用量一致的前提下，索托結構受力性能受索托節(jié)點位置、拉索初始預應力水平以及索塔高度的綜合影響。索托節(jié)點在三分之一跨處，結構受力性能較優(yōu);初始預應力水平越高，受力性能越好;索塔高度取居中位置，在8-12m區(qū)間內，受力性能較優(yōu)。
　　(3)在MIDAS中建立了索托結構的整體模型，針對索托結構的用鋼量進行了參數分析。在控制撓度滿

4、足規(guī)范要求，且結構桿件使用充分的前提下，索托結構的用鋼量隨著索托節(jié)點距支座距離、拉索初始預應力水平以及索塔高度的變化均呈先減小后增大的趨勢，索托節(jié)點在三分之一跨處、結構初始預應力水平為0.35、索塔高度為8m時結構經濟性能最優(yōu)。
　　(4)在MIDAS和ANSYS中對索托結構的穩(wěn)定性進行分析。索托節(jié)點位置、初始預應力水平以及索塔高度均對索托結構的整體穩(wěn)定性有一定影響。當索托節(jié)點距支座距離為39m與42m之間時，穩(wěn)定性最強;拉索的預