Geiger型碳纤维索穹顶结构连续倒塌性能非线性分析

为了研究Geiger型碳纤维索穹顶结构的连续倒塌路径及破坏模式,基于备用传力路径(alternate path,AP)方法,采用等效荷载瞬时卸载法来模拟初始失效构件的拆除,对矢跨比为0.1的索穹顶结构的连续倒塌全过程进行了非线性动力数值分析。提出结构重要性矩阵和构件重要性系数的概念,建立了倒塌控制方程。依据倒塌控制方程将构件分为:关键构件、重要构件和一般构件。上述三类构件分别对应于在拆除该构件后结构发生整体连续倒塌、局部连续倒塌和不发生连续倒塌三种倒塌结果。通过参数分析,得出结论:对倒塌结果影响较大构件为内环索、内圈和中圈压杆。针对Geiger型碳纤维索穹顶结构提高抗连续倒塌性能提出设计建议。

索穹顶主动索的张拉影响系数

碳纤维材料具有轻质高强、耐腐蚀及高耐久性方面的优点,碳纤维索穹顶结构可实现比钢索穹顶结构更大的跨度。索穹顶的预应力水平对结构受力和刚度的影响非常显著,因此需确保张拉完成后构件有效预应力的建立。提出了用于计算索穹顶结构主动索张拉值的张拉影响系数,分别从变形协调条件和虚功原理两个角度推导了索穹顶结构张拉影响系数的表达式,并利用碳纤维索穹顶模型试验及有限元分析对该张拉影响系数的准确性加以验证。此外,对3种张拉方案下预应力发展规律及节点的竖向位移进行了分析和探讨,进而建议了主动索的选取原则。