拉索预应力谷线式叉筒网壳结构的静力与稳定性分析

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1、硕士学位论文湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复

2、制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密√□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I拉索预应力谷线式叉筒网壳结构的静力与稳定性研究摘要叉筒结构是一种由若干柱面网壳相贯得到的空间结构，圆柱面相交的脊线或谷线以及特殊的边界条件等使叉筒网壳具有独特的传力路径和结构性能。但是，叉筒网壳的谷线是结构力流汇集处，容易出现应力集中，限制了叉筒结构的应用与发展。拉索预应力技术在空间网格结构的运用近几年在国内迅速发展，将预应力技术引入空间网格结构，能够使网壳多数杆件卸载，改善结构的受力状态，可多次利用杆件材

3、料的强度幅值。将拉索预应力技术与叉筒结构有机的结合，能实现改善叉筒结构力学性能，扩大适用范围，提高结构经济性的诸多目的。为此，本文综合近几十年拉索预应力技术在平面拱、空间刚架、柱面网壳、球面网壳的理论研究与工程实例，结合叉筒网壳结构的受力特性，提出适用于叉筒网壳结构的多种预应力拉索布索方案，经过系统的性能分析对比选出效果最佳的布索方案，并深入系统地研究此方案下拉索预应力单层叉筒网壳的非线性静力与稳定性能，同时研究了支座位移与支座刚度对结构稳定性能的影响。本文主要做了以下几方面的工作：本文首先针对单层谷线式叉筒网壳提出了三种布索方案，对比分析了三种布索方案下叉筒结构的静力与稳定性能，并对

4、支座约束条件的选择进行了研究，最终提出效果较佳的布索方案与支座约束形式，并对整体结构进行系统地研究。研究了较优布索方案下拉索预应力叉筒结构的力学特性，然后从大规模的参数分析着手，并结合未布索结构相关影响参数的变化进行对比，分析了最佳布索方案下的拉索预应力单层叉筒网壳的静力性能，并得出规律性结论。对布索与未布索的单层叉筒网壳结构的非线性屈曲模态进行了分析，然后通过大规模参数分析，研究了拉索预应力单层叉筒网壳的几何非线性稳定极限承载力，并在此基础上进一步研究了荷载不均匀分布和初始缺陷对结构整体稳定性能的影响，最后在考虑几何非线性的基础上，增加材料非线性的影响因素，分析拉索预应力单层叉筒网壳

5、在双重非线性下结构的稳定性能，并基于分析结果与概率统计方法提出拉索预应力单层叉筒网壳的塑性折减系数，为实际工程提供参考。研究支座位移与支座刚度的改变对拉索预应力单层叉筒网壳结构的稳定性能的影响，考虑不同支座位移方向、支座位移点、支座水平刚度大小等因素的影响下对结构的极限承载力与荷载位移曲线进行分析，并提出工程参考意见。关键词：拉索预应力单层叉筒网壳；布索方案；静力性能；稳定极限承载力；荷载不均匀分布；初始缺陷；材料非线性；支座位移；支座刚度II硕士学位论文AbstractTheLatticedIntersectedCylindricalShell(LICS)ismadebysomegr

6、oupsofcylindricalshellthroughintersection,theLICShaveuniqueloadingpathandstructuralmechanismonaccountofthetheridgeline,thevalleyline,andthespecialborderterms.ButthevalleylineofLICSisthejunctionpointofload,stressconcentrationandstabilityproblemrestricttheapplicationanddevelopmentofLICS.Prestressi

7、ngtechniqueintheuseofspacestructuredeveloprapidlyinChina，itcanunloadmostmembersofshell,shiftforcetoHighTensileCablesinordertoredistributethestructuralinternalforceandimprovethestressstateofstructure,alsocanberepeatedlyusedth