本書是以預應力鋼結構穩(wěn)定性能為主要內容的工程設計研究著作，是葛家琪及其團隊近二十年來所完成的預應力懸挑鋼桁架、大跨度預應力鋼桁架、塔柱斜拉結構、索網鋼桁架、平面張弦梁、空間張弦桁架、弦支穹頂、索穹頂、雙層索網、張拉索膜結構等各類預應力鋼結構典型工程穩(wěn)定性能影響分析研究和工程設計實踐的總結。
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目錄
序
前言
第1章緒論1
1.1預應力鋼結構發(fā)展概況1
1.2結構形式與技術特點2
1.2.1預應力鋼桁架結構2
1.2.2張弦結構3
1.2.3整體張拉結構3
1.2.4技術特點5
1.3鋼結構穩(wěn)定性能設計概述5
1.3.1性能化設計方法5
1.3.2安全穩(wěn)定性能與性能指標5
1.3.3結構延性與安全穩(wěn)定性設計思路7
1.3.4鋼構件穩(wěn)定性能設計8
1.3.5鋼結構穩(wěn)定性能設計9
1.3.6鋼節(jié)點穩(wěn)定性能設計10
1.4本書主要內容11
第2章預應力鋼結構穩(wěn)定性能12
2.1鋼結構穩(wěn)定性能分析方法12
2.1.1計算分析方法12
2.1.2初始缺陷13
2.1.3工程示例13
2.1.4基于穩(wěn)定性能的預應力鋼結構設計初步探討20
2.2預應力損失對結構穩(wěn)定性能的影響22
2.2.1索鋼接觸轉換節(jié)點預應力損失分析理論公式22
2.2.2索鋼接觸轉換節(jié)點預應力損失模型試驗研究24
2.2.3索鋼滑輪轉換節(jié)點預應力損失模型試驗研究40
2.2.4預應力損失對結構穩(wěn)定性能影響工程示例51
2.3預應力對結構穩(wěn)定性能的影響56
2.3.1預應力的影響56
2.3.2合理預應力確定的工程示例57
2.4預應力與預起拱對結構穩(wěn)定性能的影響對比分析60
2.4.1預應力的施加60
2.4.2預應力對結構作用效應影響工程示例61
2.4.3預應力與預起拱對結構穩(wěn)定性能影響對比工程示例81
2.5張拉施工過程對結構穩(wěn)定性能的影響95
2.5.1預應力張拉施工95
2.5.2張弦拱桁架張拉施工過程對結構穩(wěn)定性能影響工程示例95
2.5.3弦支穹頂張拉施工過程對結構穩(wěn)定性能影響工程示例99
2.5.4索穹頂張拉找形模型試驗研究112
2.5.5索穹頂張拉施工過程對結構穩(wěn)定性能影響工程示例121
2.5.6張拉施工過程對不同剛度預應力結構性能影響對比分析141
2.6節(jié)點約束條件對平面大跨度鋼結構穩(wěn)定性能的影響143
第3章預應力鋼桁架結構144
3.1預應力懸挑鋼桁架結構144
3.1.1貴陽奧體中心體育場工程概況144
3.1.2厚跨比對結構力學性能的影響146
3.1.3預起拱對結構穩(wěn)定性能的影響148
3.1.4預應力對結構穩(wěn)定性能的影響150
3.1.5檁條對結構穩(wěn)定性能的影響152
3.1.6弦桿節(jié)點約束條件對結構穩(wěn)定性能的影響154
3.1.7索單元延性性能設計156
3.2預應力簡支鋼桁架結構157
3.2.1中關村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)展示中心工程概況157
3.2.2預應力體系選型160
3.2.3預應力對結構穩(wěn)定性能的影響164
3.2.4預應力施工模擬分析及施工監(jiān)測166
3.3索網幕墻鋼桁架主體結構170
3.3.1河南藝術中心工程概況170
3.3.2索網鋼桁架共同工作研究172
3.3.3預應力索網對藝術墻穩(wěn)定性能的影響178
3.3.4構件及節(jié)點約束條件對平面鋼桁架穩(wěn)定性能的影響181
3.3.5計算方法對結構體系穩(wěn)定承載力的影響184
3.4塔柱拉索大跨度鋼管桁架結構186
3.4.1長春經濟技術開發(fā)區(qū)體育場工程概況186
3.4.2索系布置對結構穩(wěn)定性能的影響187
3.4.3預應力度對結構穩(wěn)定性能的影響187
3.4.4塔柱自身穩(wěn)定性能分析188
3.4.5幾何缺陷及材料彈塑性對結構穩(wěn)定性能的影響189
3.4.6結構抗震性能分析191
第4章張弦結構193
4.1平面張弦梁193
4.1.1遷安文化會展中心工程概況193
4.1.2預應力度對結構體系穩(wěn)定性能的影響195
4.1.3檁條約束條件對結構體系穩(wěn)定性能的影響197
4.1.4撐桿抗彎剛度對結構體系穩(wěn)定性能的影響198
4.1.5上弦支撐桿抗彎剛度對結構體系穩(wěn)定性能的影響200
4.2空間張弦桁架結構201
4.2.1北京金融街F7/9大廈屋蓋工程概況201
4.2.2計算方法對結構體系穩(wěn)定性能的影響204
4.2.3矢跨比對結構體系穩(wěn)定性能的影響207
4.2.4預應力度對結構體系穩(wěn)定性能的影響209
4.2.5失穩(wěn)極限狀態(tài)下構件延性性能210
4.3弦支穹頂結構211
4.3.1三亞體育中心體育館工程概況211
4.3.2結構工程設計214
4.3.3環(huán)索尺寸和預應力度對結構穩(wěn)定性能的影響218
4.3.4撐桿高度對結構穩(wěn)定性能的影響218
4.3.5初始幾何缺陷和材料彈塑性對結構穩(wěn)定性能的影響219
第5章整體張拉結構222
5.1輪輻式雙層索網結構222
5.1.1成都金沙遺址博物館中庭屋頂工程概況222
5.1.2結構靜動力特性分析223
5.1.3結構穩(wěn)定性能分析224
5.1.4預應力對結構力學性能的影響226
5.2索穹頂結構232
5.2.1內蒙古伊金霍洛旗全民健身體育活動中心工程概況232
5.2.2結構彈性性能設計236
5.2.3荷載分布對結構穩(wěn)定性能的影響240
5.2.4幾何參數對結構穩(wěn)定性能的影響243
5.2.5基于穩(wěn)定性能的索穹頂結構設計研究246
5.3開口式整體張拉索膜結構248
5.3.1盤錦市體育中心體育場工程概況248
5.3.2索單元缺陷對結構性能的敏感度分析250
5.3.3基于結構穩(wěn)定性能的設計研究259
5.3.4基于建筑排雪水功能的設計研究263
第6章鋼結構節(jié)點試驗與性能設計研究268
6.1張弦梁撐桿與上弦剛性連接節(jié)點268
6.2格構柱銷軸連接支座節(jié)點272
6.3弦桿受壓相貫節(jié)點模型試驗與設計研究276
6.3.1試驗目的276
6.3.2試驗過程與破壞機理分析278
6.3.3弦桿受壓相貫節(jié)點承載力分析287
6.3.4空間相關性對相貫節(jié)點承載力影響分析291
6.4弦桿受拉相貫節(jié)點模型試驗與設計研究301
6.4.1試驗目的301
6.4.2試驗過程與破壞機理分析302
6.4.3弦桿受拉相貫節(jié)點承載力分析307
6.4.4主弦桿軸力對相貫節(jié)點承載力影響分析311
6.5承受彎矩相貫節(jié)點模型試驗與設計研究313
6.5.1試驗目的313
6.5.2試驗過程與破壞機理分析315
6.5.3承受彎矩相貫節(jié)點承載力分析320
6.5.4腹桿偏心距對相貫節(jié)點承載力影響分析329
6.6大間隙焊縫相貫節(jié)點模型試驗與設計研究335
6.6.1試驗目的335
6.6.2相貫節(jié)點技術參數與規(guī)范計算結果337
6.6.3相貫節(jié)點試驗研究337
6.6.4相貫節(jié)點彈塑性有限元分析342
第7章預應力鋼結構穩(wěn)定性能設計347
7.1預應力索、桿構件性能設計347
7.1.1索、桿構件設計347
7.1.2工程示例348
7.1.3索桿構件延性性能設計350
7.2鋼結構穩(wěn)定性能設計350
7.2.1實際工程結構幾何參數與穩(wěn)定性能350
7.2.2穩(wěn)定承載能力358
7.2.3結構變形能力359
7.3索鋼節(jié)點性能設計360
7.3.1節(jié)點承載能力360
7.3.2節(jié)點變形能力361
參考文獻362
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