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张弦梁结构是一种用撑杆连接抗弯构件和抗拉构件,并通过在抗拉构件中施加预应力而形成的新型大跨空间钢结构。轮辐式张弦梁结构是由普通的张弦梁结构发展出来的一种新型张弦梁结构形式,这种结构具有力流直接、承载力高、整体刚度大的特点,近年来在我国得到了广泛应用和发展。
本文运用非线性有限元理论,对普通轮辐式张弦梁结构的计算和施工方法进行了总结,并在此基础上对九龙湖体育馆新型轮辐式张弦梁结构进行了施工仿真分析研究。文章主要包括以下几方面的内容:
对张弦梁结构的形态和性能进行了分析和总结,对现有的部分张弦梁结构进行了概述。以现有理论为基础,对轮辐式张弦梁结构的计算模型和分析理论进行了概括和总结,得到了实用的轮辐式张弦梁结构的施工仿真模拟的方法。
新型轮辐式张弦梁在外形上比普通的轮辐式张弦梁空间造型柔美,整体性更好。本文采用模态分析的基本理论,就新型轮辐式张弦梁的结构性能和普通的轮辐式张弦梁结构进行了比较,并对相同的张拉力前提下,新型轮辐式张弦梁和普通轮辐式张弦梁之间的内力和形变进行了比较。
通过对九龙湖体育馆的新型轮辐式张弦梁结构的两种安装方案进行了研究比选,从经济性、安全性、适用性等多角度进行分析,选择了一种高效率、低成本,但是对施工精度要求较高的钢结构安装方案。
采用通用有限元软件ANSYS对新型轮辐式张弦梁索张拉过程进行了模拟,并对不同张拉过程中索力的变化进行了分析比较,确定了合理的张拉施工方案。同时,还对张拉过程中新型轮辐式张弦梁结构的脱架过程进行分析,由结构各部位的脱架过程和顺序说明了新型轮辐式张弦梁结构在施工过程中的特点,并对新型轮辐式张弦梁结构的施工过程提出一些建议。