蠕变对弦支胶合木穹顶结构受力性能的影响研究

摘要

弦支胶合木穹顶结构是基于单层胶合木网壳和张拉整体结构的一种合理的新型大跨度钢木混合结构。下部张拉体系提高了结构的整体刚度和稳定性，并且改善了上部胶合木网壳的受力，减小了结构周边支承的作用。由于木材的蠕变特点突出，弦支胶合木穹顶结构表现出与弦支钢穹顶结构不同的结构受力性能，本文重点研究胶合木材料的蠕变对结构静力性能的影响和对弦支胶合木穹顶结构施工过程中结构性能的影响，力图寻找合适的施工方法和确定结构的预应力张拉程序。主要工作如下：
　　首先以弦支胶合木穹顶结构的典型算例为例，将该结构和相同几何参数的单层球面网壳的静力性能进行对比，研究弦支胶合木穹顶结构的静力性能。分析结果表明，与单层网壳结构相比，弦支穹顶结构可推迟结构发生蠕变屈曲的临界时间。结构的变形随蠕变的发展变化较为明显。蠕变对结构的影响主要体现在节点竖向位移上，结构的最大节点竖向位移在第50年可达到初始位移的3.8~4.6倍。蠕变对结构杆件内力也有一定程度的影响，网壳肋杆内力有一定程度的减小，环杆内力有一定程度的增大。蠕变对支座反力影响甚微，支座反力几乎不随蠕变变形的发展而改变。
　　然后，对不同跨度的弦支胶合木穹顶结构进行考虑蠕变情况下的参数分析。通过改变矢跨比、撑杆高度、布索方式和预应力大小等结构参数，研究了结构参数对结构的静力性能的影响规律。主要包括节点竖向位移、支座反力和杆件内力等方面的对比分析，给出考虑材料蠕变情况下对于不同结构参数的合理的建议取值范围，40～60m跨度的弦支胶合木穹顶结构矢跨比取1/8~1/6较好，环索预应力取值在200～250MPa能较好改善结构受力，下部布索方式宜连续。
　　最后，对弦支胶合木穹顶结构的施工张拉过程进行了模拟。对比分析了不同张拉顺序和不同张拉方案对施工过程的影响，并进一步分析了蠕变对施工张拉过程的具体影响。分析结果表明，由外圈到内圈张拉环索并考虑外三环环索由外到内依次超张拉25％、15%和10%的施工方案较为合理，希望可为以后弦支胶合木穹顶结构的工程施工提供借鉴和参考。

目录

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第1章 绪论

1.1引言

1.2课题背景

1.3弦支胶合木穹顶结构简介

1.4 相关课题研究现状

1.5 选题的目的和意义及课题来源

1.6 论文的主要内容

第2章 弦支胶合木穹顶结构的受力特点

2.1简介

2.2 K6型弦支胶合木穹顶结构的受力特点

2.3 弦支胶合木穹顶结构静力性能的初步参数分析

2.4 本章小结

第3章 蠕变对弦支胶合木穹顶结构的受力性能的影响

3.1 概述

3.2 胶合木材料的蠕变本构模型

3.3 典型算例分析

3.4 结构的瞬时稳定承载力

3.5蠕变对结构长期稳定性能的影响

3.6 蠕变对结构受力性能的影响

3.7 本章小结

第 4 章 弦支穹顶结构考虑材料蠕变性能的静力性能参数分析

4.1 概述

4.2 参数分析方案

4.3 本章小结

第5章 弦支胶合木穹顶结构施工过程力学分析

5.1 引言

5.2 弦支胶合木穹顶施工过程分析方法

5.3 弦支胶合木穹顶的施工张拉模拟

5.4 本章小结

结论

本文的不足和对今后研究工作的建议

参考文献

声明

致谢