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索穹顶结构是由拉索和压杆及膜组成的自应力空间结构体系,是最近发展起来的一种新型的空间结构形式。由于索穹顶为“完全柔性”体系,导致其施工成型复杂,所以其在国内的发展缓慢。日本法政大学川口卫教授将索穹顶结构体系和单层网壳结构相结合提出一种“上刚下柔”的弦支穹顶结构,并在实际的工程中得到广泛应用,受此思路启发,为了有效的解决索穹项结构施工难问题,薛素铎教授提出了一种劲性支撑穹项结构。 节点在劲性支撑穹顶结构中起着至关重要的作用,节点的工作性能是否可靠,是实施劲性支撑穹顶结构的基本保证。本文首先采用大型通用软件ANSYS建立劲性支撑穹顶结构计算模型,然后分析结构在不同荷载工况下受力性能,从而得到节点在整体结构中的受力状态。 本文根据结构几何特征,配合结构施工方案,分别开发了Geiger型和Levy型劲性支撑穹顶结构的撑杆上、下节点,并采用ANSYS重点分析了Geiger型劲性支撑穹顶撑杆上、下节点的受力性能,得到了荷载作用下节点的应力分布云图和变形云图。 在保证撑杆下节点连接竖向撑杆和斜拉杆的耳板不先发生破坏的条件下,采用ANSYS分析了撑杆下节点承载力影响因素,进而提出了撑杆下节点的简化设计方法,将有利于节点在实际工程中的推广应用。 耳板在撑杆上、下节点中起着至关重要的作用,本文阐述了国内外耳板的设计方法,并用ANSYS建立耳板的计算模型,系统分析了耳板的承载力影响因素,给耳板设计提供了一定的参考依据。