新型原竹空间结构体系的找形分析

摘要

原竹结构有别于传统钢结构与钢筋混凝土结构，原竹杆件截面形式单一且面临耐久性问题。将原竹应用于空间结构当中可以发挥出其轻质高强、易于加工的独特优势，解决了传统原竹结构形式单一的问题。针对原竹材料特点，本文提出了两种适用于原竹杆件的空间结构体系，并对其进行了构造找形分析。
　　以安吉毛竹为研究材料，针对空间结构的受力特点，对其进行了轴向受压试验及短杆弯剪破坏试验，针对试验结果分析了原竹杆件受力破坏的特点以及影响因素，为设计分析提供了参考值;对双管卡式连接件的单个钢环与原竹杆件间连接节点进行了抗剪试验，分析节点破坏机理，得出了节点抗剪能力与螺栓拧紧力矩之间的关系。
　　根据原竹传统的绑扎连接节点的构造特点，提出了一种直杆叠积螺旋空间结构体系的构造形式;针对这种结构形式的构成原理，提出了用空间解析几何方法建立方程组、迭代法求解超越方程、多项式回归拟合各杆件坐标的找形与建模编程方法;根据工程实践提出了简捷有效的逆向安装方法，用SAP2000软件对结构进行了受力特点的分析。
　　针对竹材长时间暴露在空气中易开裂老化的难题，提出了一种可原位替换失效杆件的原竹多管束空间网格结构。针对这种结构体系，提出了便于安装拆卸以及不破坏原竹杆件的两种不同形式的双管卡式连接件;采用读取DXF信息、矩阵存储结构拓扑、双管化找形的方式，将传统网架结构转换为原竹双管束结构;针对原竹双管束结构的受力特点，提出了增加杆件形成多管束结构、双层结构的方法以增强结构承载力。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 竹结构研究现状

1．2．1 原竹材料的试验研究

1．2．2 原竹结构节点与结构形式

1．2．3 竹材在结构中的其他应用

1．3 原竹空间结构工程实例

1．3．1 浙江大学“四味凉亭”竹建筑

1．3．2 香港零碳天地“ZCB竹亭”

1．4 本文关于原竹空间结构的主要研究内容

第2章 原竹材料试验研究

2．1 引言

2．2 原竹抗压试验

2．2．1 轴向抗压试验方案

2．2．2 轴向抗压试验结果分析

2．2．3 原竹抗压性能定性试验

2．3 原竹弯剪试验

2．3．1 原竹弯剪试验方案

2．3．2 弯剪试验结构分析

2．4 双管卡式连接件试验

2．4．1 试验方案

2．4．1 试验结果分析

2．5 本章小结

第3章 直杆叠积螺旋空间结构

3．1．1 几何构成

3．1．2 连接方式

3．2 结构的找形分析

3．2．1 建立几何方程组

3．1．2 方程的求解

2．3 直杆叠积螺旋空间结构实例

2．3．1 几何找形分析

3．3．2 结构的安装步骤与方法

3．3 直杆叠积螺旋空间结构的受力特性

3．3．1 算例工程概况

3．3．2 计算结果分析

3．4 本章结论

第4章 原竹多管束空间网格结构

4．1 原竹多管束空间网格结构的构成

4．1．1 空间网格结构概述

4．1．2 原竹双管束空间网格结构的几何构成

4．1．3 连接方式

4．2 原竹双管束空间网格结构的找形方法

4．2．1 双管束单元找形原理

4．2．2 双管束杆件找形实施方法

4．2．3 双管卡式连接件空间位置的确定

4．3 原竹多管束空间网格结构

4．3．1 原竹多管束结构的构成

4．3．2 原竹多管束空间结构加强杆件空间位置的确定

4．3．3 原竹多管束结构的双层形式

4．3．4 结构加工参数的确定

4．4 原竹多管束空间网格结构的受力特点

4．4．1 算例工程概况

4．4．2 原竹多管束结构的受力特点

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历