工程力学

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蜂窝三撑杆型索穹顶结构构形和 预应力态分析研究

  

  1. 1.浙江大学,空间结构研究中心,浙江,杭州 310058;2.浙江东南网架股份有限公司,浙江,杭州 311200;
    3.浙江大学建筑设计研究院有限公司,浙江,杭州 310058
  • 收稿日期:2018-08-03 修回日期:2018-10-22 发布日期:2019-09-29
  • 通讯作者: 董石麟(1932―),男,浙江杭州人,教授,博士,中国工程院院士,长期从事空间结构教学、科研和工程实践工作 (E-mail: kjjgzz@163.com). E-mail: kjjgzz@163.com
  • 作者简介:陈伟刚(1986―),男,河南平舆人,高工,博士,主要从事空间结构研究(E-mail: wgchen@zju.edu.cn); 涂 源(1993―),男,四川泸州人,博士生,主要从事空间结构研究(E-mail: tuyuan@zju.edu.cn); 郑晓清(1982―),男,浙江金华人,高工,博士,主要从事空间结构设计与研究(E-mail: zheng_xiaoqing@126.com).
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51478420)

CONFIGURATION AND PRESTRESSING DISTRIBUTION OF THE HONEYCOMB-TYPE CABLE DOME WITH THREE STRUTS

  1. 1. Space Structures Research Center, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310027, China;
    2. Zhejiang Southeast Space Frame Co., Ltd, Hangzhou, Zhejiang 311200, China;
    3. The Architectural Design & Research Institute of Zhejiang University Co., Ltd, Hangzhou, Zhejiang 310028, China
  • Received:2018-08-03 Revised:2018-10-22 Published:2019-09-29

摘要: 该文详细研讨了一种新颖的蜂窝三撑杆型索穹顶,索穹顶结构的上弦索平面投影为蜂窝状网格,与下弦
节点相连的有三根撑杆。不采用上下弦只有一根垂直水平面撑杆的“拉索海洋和压杆孤岛”传统张拉整体Fuller
构想。这种新型蜂窝三撑杆型索穹顶的提出,即减少了环索与斜索用量,又提高了撑杆及结构的整体稳定性。该
文对索穹顶预应力态采用节点平衡方程,详细推导和建立了蜂窝三撑杆型索穹顶索杆内力的一般性计算公式,对
若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和大量的算例分析,以诠释索穹顶预应力态的分布规律和受力特
性。该文的研究为索穹顶结构的选型和设计提供了一种新方案、新形体。

关键词: 蜂窝三撑杆型索穹顶, 结构构形, 预应力态, 分析方法, 受力特性, 计算用表

Abstract: A novel type of three-strut honeycomb-type cable dome, with upper chords forming a
honeycomb-shaped grid structure and three struts converging at the lower chord node, was studied. The Fuller’s
structural principle of isolated struts in compression inside a net of tensile cables with one vertical strut between
upper and lower chord nodes was not adopted. The new type of three-strut honeycomb-type cable dome had fewer
hoops and oblique cables, and also had better stability for struts and the overall structure. The general calculation
formulas were presented to determine the pre-stressing force distribution of honeycomb-type cable dome based on
the equilibrium equation of each nodal point. The calculation table and many examples of cable dome structures
under different parameters were given to fully understand the pre-stressing distribution and the mechanical
behavior of honeycomb-type cable dome. This study provides new forms and ideas for the design of cable domes.

Key words: honeycomb-type cable dome with three struts, structural configuration, prestressing force
distribution,
analysis method, mechanical behavior, calculation table

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2018年11月15日