高性能CFRP索的弦支穹頂結(jié)構(gòu)的靜力性能與試驗(yàn)研究.pdf

1、弦支穹頂結(jié)構(gòu)作為新型大跨度空間結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、會(huì)展設(shè)施、交通樞紐等重要工程。隨著弦支穹頂結(jié)構(gòu)在大跨結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用，鋼索耐腐蝕性差、線膨脹系數(shù)高、受溫度影響大等問題逐步顯現(xiàn)。鑒于傳統(tǒng)鋼索弦支穹頂結(jié)構(gòu)的這些缺點(diǎn)，本文提出將新型高性能材料CFRP替代傳統(tǒng)鋼索應(yīng)用到弦支穹頂結(jié)構(gòu)中。CFRP即碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕性好、受溫度影響小等特點(diǎn)，近些年來(lái)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，是土木工程界尤為重要的新型材料。為研究新型材料C

2、FRP在弦支穹頂結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，本文結(jié)合試驗(yàn)和利用ANSYS有限元程序分別對(duì)傳統(tǒng)鋼索弦支穹頂結(jié)構(gòu)和應(yīng)用了CFRP索的弦支穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、本文對(duì)鋼索弦支穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈性范圍內(nèi)的加載試驗(yàn)，利用ANSYS有限元軟件建立了鋼索弦支穹頂結(jié)構(gòu)的模型。通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析數(shù)據(jù)的結(jié)合分析，得到了當(dāng)節(jié)點(diǎn)等效荷載為200N時(shí)，弦支穹頂結(jié)構(gòu)的一般力學(xué)性能，同時(shí)觀察得到模型的理論值與試驗(yàn)值相差不大，桿件應(yīng)力分布也相同

3、，從而驗(yàn)證了弦支穹頂結(jié)構(gòu)有限元模型的正確性。
　　2、通過對(duì)比鋼索弦支穹頂結(jié)構(gòu)和CFRP索弦支穹頂結(jié)構(gòu)在不同荷載條件下的網(wǎng)殼桿件應(yīng)力、節(jié)點(diǎn)的徑向位移、豎向位移和拉索的應(yīng)力，獲得了基于CFRP索應(yīng)用的弦支穹頂結(jié)構(gòu)的一些靜力學(xué)性能，同鋼索弦支穹頂結(jié)構(gòu)在相同條件下的靜力性能相比較，結(jié)果表明CFRP索弦支穹頂結(jié)構(gòu)的靜力性能更有優(yōu)越性。
　　3、通過特征值屈曲分析可知，CFRP索弦支穹頂結(jié)構(gòu)的特征值高于傳統(tǒng)鋼索弦支穹頂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的屈曲