骨架支承式膜结构设计与施工模拟

摘要

骨架支承式膜结构是近几十年发展起来的一种新型大跨度空间结构形式，以其独有的特点得到了越来越广泛的应用。由于骨架支承式膜结构综合了膜结构的柔性和钢结构能跨越大跨度的特点，其设计和施工与传统结构有很大的区别。本文结合华南农业大学东区运动场看台屋盖工程，对骨架支承式膜结构的设计和施工模拟分析进行了深入的研究。 本文概述了骨架支承式膜结构的发展，评述了骨架支承式膜结构设计研究的现状和大跨度空间钢结构施工模拟分析的现状，并提出了本文的研究背景及探讨的问题。 介绍了膜结构的设计内容，分别从找形、荷载分析和裁剪三个方面详细说明了膜结构设计中的具体要求。 结合华南农业大学东区运动场看台屋盖工程的设计实例，深入研究了骨架支承式膜结构设计的过程，提出了骨架支承式膜结构的实用设计流程。对膜与支承体系结构的整体分析和非整体分析问题进行探讨研究，归纳总结了两种分析结果的差别以及产生的因素。 应用大型有限元程序ANSYS对华南农业大学东区运动场看台屋盖工程的钢结构施工部分进行了数值模拟分析。通过模拟分析，研究了构件吊装时吊点的布置、构件的吊装工况和结构就位后各施工工况的变形和内力情况，比较了各待选方案的优劣，并分析其原因。 本文依照实际工程进行分析研究，其研究成果具有实际工程意义和应用价值，为今后类似工程的设计和施工提供参照和参考。

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第一章绪论

1.1骨架支承式膜结构的发展

1.1.1膜结构发展概况

1.1.2膜结构体系

1.1.3骨架支承式膜结构的特点

1.1.4骨架支承式膜结构在工程中的应用

1.2骨架支承式膜结构设计研究现状

1.2.1国内外膜结构工程设计现状

1.2.2常用设计软件

1.3大跨度空间钢结构施工模拟分析的现状

1.3.1进行施工模拟分析的意义

1.3.2施工模拟分析要解决的主要问题

1.3.3吊装过程的施工模拟

1.3.4临时支架的受力模拟

1.3.5施工模拟分析的方法和软件

1.4本文的主要工作

第二章骨架支承式膜结构的设计研究

2.1膜结构设计概述

2.1.1找形分析

2.1.2荷载分析

2.1.3裁剪分析

2.2骨架支承式膜结构设计概述

2.3看台屋盖工程结构选型

2.4看台屋盖工程结构设计分析

2.4.1设计流程

2.4.2膜结构设计

2.4.3钢结构设计

2.5本章小结

第三章施工模拟分析

3.1引言

3.2大跨度空间钢结构常用施工方法

3.3施工方案的构思

3.3.1主拱吊装方案的构思

3.3.2主拱分块散装方案的构思

3.4吊装工况分析

3.4.1起吊高度和吊点位置对吊装的影响

3.4.2主拱整体吊装分析

3.4.3主拱分段吊装分析

3.4.4次拱吊装分析

3.5结构构件就位后的受力分析

3.5.1待选方案一

3.5.2待选方案二

3.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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