【硕士】大型索杆混合体系结构优化及稳定承载力分析

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内容简介

　　【硕士】大型索杆混合体系结构优化及稳定承载力分析　　授予学位：硕士　　学位授予单位：同济大学　　学位年度：2008　　 结构体系均朝轻质、高效的趋势发展，索—杆结构体系是其中一种优秀的结构形式。本文结合“阿布贾文化中心”(Abuja)项目，从索—杆结构形式的演化历程到各种工程实例，系统地总结了索—杆结构体系的特点，说明了该体系的优越性。同时通过介绍一批欧洲钢结构项目或欧洲工程师设计的结构，探寻了索—秆结构在大型空间结构设计中常采用的结构形式和构造方法。　　 索—杆体系的优化是工程设计中的一个首要问题，美观、高效、经济合理的结构形式是优化的最终目标。本文以Abuja项目为背景，详细介绍了索—杆结构体系的优化方法，逐步揭示了其结构(主要是中心穹顶单层网壳)方案的优化和选择过程，对类似工程的优化设计具有指导意义。大跨度钢结构设计过程中需要深入研究结构的整体稳定性，因为结构的极限承载力与稳定性密切相关。本文从计算模型、有限元方法、平衡路径跟踪和初始缺陷的四个计算阶段详细列出了结构整体稳定性计算的步骤和过程，并给出Abuja项目稳定计算的详细过程和结果，为工程设计提供数据和依据。　　 节点连接是钢结构设计的关键问题之一，连接节点的性能直接影响结构的承载能力。由于节点常呈现半刚性的特点，单纯采用的铰接或刚接假定有可能会导致计算出现较大误差，计算时要明确所采用节点的类型，不能盲目简化。本文采用有限元软件ANSYS计算分析了平齐式端板节点的性能特性，得出了节点半刚性对构件变形、内力以及结构整体稳定性的影响规律。限于理论水平的发展阶段尤其是人们对理论认识的误区，以及通用有限元软件一定程度上的局限性，在结构稳定承载力分析过程中尚存在一些问题。本文通过实际应用经验就ANSYS软件的缺陷和使用技术、“随机缺陷模态法”和“一致缺陷模态法”进行了深入探讨和分析，还简单讨论了基于可靠度理论的极限承载力计算方法。此外本文总结出了常见问题和解决办法，供实际运用参考。最后本文给出了主要研究结论和今后有待进一步深入研究的方向。　　

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