遵义规划展览馆大跨度悬挑结构的研究与设计

摘要

大跨度悬挑结构具有：悬挑距离长、自重大、结构冗余度低、结构竖向质量和刚度分布不均匀、局部扭转效应明显等特性，设计难度较大。尤其是当采用混凝土结构时，由于混凝土材料抗裂性能差，悬挑端根部混凝土在较大弯矩作用下极易被破坏，更增加了设计与施工难度。大跨度悬挑混凝土框架斜拉索结构体系是在结构悬挑端设置预应力斜拉索，斜拉索的存在可以帮助悬挑梁分担结构竖向荷载。同时，通过调整斜拉索的预应力，可以人为控制结构悬挑端的变形与内力分布，从而起到改善结构内力、控制结构变形、加强结构刚度的作用。
　　本文以遵义市规划展览馆为背景，采用混凝土框架斜拉索结构体系，设计了内拉式与外拉式斜拉索布置方案。运用SAP2000和Midas Gen有限元分析软件对两种斜拉索布置方案分别进行了拉索预应力优化、静力线性与非线性对比分析、抗震能力对比分析、罕遇地震作用下的静力弹塑性对比分析，并对两种方案中的结构关键部位进行了特别设计。分析结果表明预应力斜拉索的存在，可以极大的改善大跨度悬挑结构悬挑端的受力，两种结构布置形式布置合理，均满足现有规范的要求。

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第一章 绪论

1.1 大跨度悬挑结构的发展现状

1.2斜拉结构的发展现状

1.3 本课题的研究内容

第二章预应力斜拉索分析

2.1 拉索的构成和性能

2.2 拉索的解析分析方法

2.3斜拉索的有限元分析方法

2.4 预应力对斜拉索静力性能的影响

2.5 本章小结

第三章几何非线性理论及模型建立

3.1 结构非线性问题概述

3.2几何非线性影响因素

3.3几何非线性的数值解法

3.4 非线性问题中几个关键性问题的处理

3.5 本章小结

第四章 静力特性分析

4.1 结构建模

4.2 斜拉索预应力的施加

4.3 线性分析方法与非线性分析方法对比

4.4 悬挑混凝土框架斜拉索结构内力分布特征

4.5 本章小结

第五章 结构动力特性分析

5.1现行规范对抗震设计的要求

5.2 静力理论

5.3 模态分析

5.4振型分解反应谱分析

5.5弹性动力时程分析

5.6 本章小结

第六章 静力弹塑性分析(Pushover分析)

6.1 研究意义

6.2 基本原理

6.3静力弹塑性分析目标位移的控制方法

6.4静力弹塑性分析作用荷载的确定

6.5塑性铰(plastic hinge)定义

6.6 PUSH-OVER分析结果分析

6.7 本章小结

第七章结构关键部位和节点设计

7.1 受拉柱设计

7.2 预应力斜拉索与混凝土框架连接节点设计

7.3 本章小结

第八章 结论与展望

8.1 主要结论

8.2展望

参考文献

致谢