基于能量原理的伞状全张力结构性能分析

作     者：罗斌 施乾浩 韩立峰 LUO Bin;SHI Qianhao;HAN Lifeng

作者机构：东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096 东南大学国家预应力工程技术研究中心江苏南京210096 无锡民用建筑设计院有限公司江苏无锡214072 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2014年第35卷第9期

页      面：131-140页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金："十二五"国家科技支撑计划(2012BAJ03B06) 

主　　题：伞状结构 张力结构 势能驻值原理 解析解 

摘      要：通过建立双层悬索结构形式之一的伞状结构的简化分析模型,运用能量原理,分别计算并列式和轮辐式伞状全张力结构在活荷载和风荷载作用下的总势能,根据势能驻值原理,对结构势能求偏导并将其结果进行简化,推导求得结构位移解析表达式,并迭代计算结构跨中压杆处位移、上索最大变形和索力。通过算例对比结构位移解析计算与有限元分析的结果,其误差较小。研究结果表明:在活荷载作用下,跨中压杆处位移、上索最大变形与荷载基本成线性关系;在风荷载作用下,跨中压杆处位移随预应力基本呈线性变化,而上索最大变形则具有较强的非线性。提出的解析计算式在矢跨比和垂跨比小于1/8时精度较高,可供结构初步设计时参考。