椭圆形弦支穹顶施工全过程监测及短索索力测试研究

摘要

弦支穹顶结构凭借其力流合理、造价经济和造型美观等优点在大跨空间结构中占据重要一席。而随着建筑造型的日渐丰富，各种不规则弦支穹顶结构应运而生，对新型弦支穹顶的施工全过程分析、施工分析方法与新型施工工艺的研究对于结构的成形和安全使用起着至关重要的作用。索力控制与测量是预应力结构施工与检测中最关键项目，因此索力的控制和检测具有重要的学术价值和工程应用价值。
　　本文首先总结了弦支穹顶屋面结构现有施工技术和方法，并根据结构特点归纳出适用于不同形状弦支穹顶的施工方法。通过对不同形状弦支穹顶在不同张拉次序下网壳起拱值、支座反力以及拉索索力等受力性能进行对比分析发现，张拉次序对不同形状弦支穹顶影响有较大差别，施工时应予以重视。
　　针对不连续支承椭圆形弦支穹顶结构，通过施工全过程模拟分析，确立了适用于该结构的施工工艺与方法，并论证了该方法的安全性与可实施性。基于施工全过程模拟分析结果，建立了基于无线传输的施工全过程监测和健康监测系统，运用建立的施工监测系统对施工阶段进行了包括网壳构件应力、撑杆拉杆内力、支座位移、撑杆垂直度、索力以及网壳起拱值的施工全过程监测。最后，通过施工监测结果指导了弦支穹顶屋面的安装施工，并验证了分析模型的正确性，而健康监测能够为设计和工程人员提供结构健康状况信息。
　　本文在总结了各种索力测试方法的优缺点后，针对频率法在短粗索索力测试方面的不确定性，提出了基于振动学的索力通用计算公式。通过短粗索索力测试试验，基于最小二乘法原理，提出了针对钢绞线拉索和平行钢丝束拉索的索力计算实用公式。最后，利用本文提出的考虑边界条件和抗弯刚度折减的索力计算公式对天津中医药大学新建体育馆弦支穹顶结构的拉索索力进行测量，结果显示振动法测量结果和磁通量法测量结果吻合较好，同时也证明了该公式的准确性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2椭圆形弦支穹顶施工全过程监测与健康监测国内外研究现状

1.3短索索力测试国内外研究现状

1.4研究的主要内容

第2章 不规则弦支穹顶施工方法研究

2.1引言

2.2弦支穹顶施工方法

2.3弦支穹顶受力性能分析

2.4弦支穹顶分级张拉次序的影响

第3章 椭圆形弦支穹顶施工全过程模拟与施工监测

3.1引言

3.2椭圆形弦支穹顶施工技术

3.3椭圆形弦支穹顶施工全过程模拟分析

3.4椭圆形弦支穹顶施工监测

3.5监测结果与分析

3.6健康监测

第4章 短索索力测量技术研究与应用

4.1引言

4.2基于振动学的索力计算理论

4.3试验验证

4.4工程应用

第5章 结论

5.1主要结论

5.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢