摘 要

空间桁架结构具有承载能力高、跨越能力大、结构轻型化、造型美观等特点，多用于机场航站楼、体育馆、展馆、会展中心以及影剧院等各类大跨度公共建筑中。

空间预应力钢管桁架结构的上弦、下弦和腹杆都是粗大的曲线钢管，加上节点的焊接施工，与理想的设计状态相比，实际的结构不可避免地存在初始几何缺陷，对空间预应力钢管桁架结构的运营期极限承载力特性有显著的影响。下弦管内预应力梭形空间桁架结构是梭形空间桁架和预应力相结合的新型空间结构形式，在成都国际会展中心工程中得到了应用。本论文以成都世纪城-新国际会展中心大跨度预应力空间钢管桁架结构为背景，研究其考虑初始几何缺陷的实际承载力，对空间预应力钢管桁架结构的服役期承载能力评估具有较重要的意义。

关键字 预应力空间钢管桁架 初始几何缺陷 极限承载力

Abstract

Space truss structure with bearing characteristics of high capacity, large spanning ability, light structure, beautiful appearance, etc., used in airport terminal building, gymnasium, exhibition hall, exhibition center and theaters of large-span public buildings.

Prestressed space steel truss structure of the top chord and chord and abdominal rod is thick curve of steel tube, and node welding construction, and the ideal design state compared. The actual structure inevitably exist initial geometric imperfections, operating period limit of the prestressed spatial steel tube truss structure bearing capacity characteristics have significant influence.Bottom chord prestressed spindle shaped space truss structure is spindle shaped space truss and Prestressed Combination of a new type of spatial structure, which is used in Chengdu International Convention and Exhibition Center project.This paper in Chengdu Century City - the new international convention and Exhibition Center of large-span prestressed space steel tube truss structure as a background study in consideration of the initial geometric imperfections of the actual bearing capacity, of prestressed spatial steel tube truss structure service carrying capacity assessment has important significance.

Keyword : Prestressed space steel pipe truss,Initial geometric imperfections,Ultimate bearing capacity

目录

摘要 I

第1章 绪论 1

1.1 大跨度空间结构在国内外的发展 1

1.1.1大跨度空间结构的发展概况 1

1.1.2大跨度空间结构在国外的发展状况 1

1.1.3大跨度空间结构在国内的发展状况 1

1.2 国内外大跨度空间桁架结构的研究现状 2

1.3预应力桁架结构 3

1.3.1预应力桁架结构在我国的发展 3

1.3.2下弦管内预应力梭形空间桁架结构 3

1.4本文研究的主要内容 3

第2章 结构屈曲的基本理论以及工程概况 5

2.1 引言 5

2.2 MIDAS/GEN 简介 5

2.3结构屈曲的基本概念及定义 5

2.4屈曲分析原理 6

2.5成都世纪新城-国际会展中心展馆工程概况 7

2.6荷载取值及组合类型 9

第3章 结构的初始缺陷和屈曲分析 11

3.1 引言 11

3.2 梭形预应力空间桁架的有限元模型 11

3.3初始缺陷的确定 11

3.4静力下的线性屈曲分析 12

3.5本章小结 17

第4章 预应力空间钢管桁架的极限承载力分析 19

4.1 引言 19

4.2极限承载力分析 19

4.2.1极限承载力分析中要注意的事项 19

4.2.2极限承载力分析的步骤 20

4.3预应力空间桁架的极限承载力分析 20

4.4本章小结 26

第5章 全文总结与展望 27

5.1 全文总结 27

5.2展望 27

参考文献 28

致谢 29

第1章 绪论

1.1 大跨度空间结构在国内外的发展

1.1.1大跨度空间结构的发展概况

近年来，我国经济发展相当迅速,经济实力有很大的提升，建造了一大批大跨度空间结构的建筑（例如体育馆，候车厅，展览馆，机库商业中心,大型室内游乐中心等等）。这些大跨度建筑构造优点很多，它们拥有的共同特征是：外部造型美观，受力相当合理，结构比较轻巧，安装非常简便，而且耐久实用。对于大跨度结构来说，在今后的研究过程中，我国的研究人员还应该做更进一步的研究，应该在以下几个方面进行创新和应用:在材料选用上，更加轻质高强，而且还要更加的耐久实用；在结构形式方面，要更加新颖合理；在理论分析方面，要使用最新的技术和方法；在施工技术方面，要创新使用新的工艺和方法。

大跨度空间结构的研究工作的开展，给我国很多方面带来了利益，不仅在一定程度上促进了一些相关专业的发展（例如数值分析方法，计算力学，计算机辅助设计与计算机辅助制造等），也促进了我国建筑、材料等行业的发展，从另一方面提高了我国的经济实力。随着我国对大跨度空间结构研究的深入，轻质的，新颖的，高强度的材料已经被广泛的应用到这些结构中，这些材料在大跨度构造中的应用也必将会使我国建材行业大步前进。大跨度空间结构中，我们用到了先进结构形式，创新了施工工艺和方法，这些技术和结构上的创新提高了我国的创新能力，促进了我国经济的发展，为国家节约了较大规模的土建投资，同时也促进了建筑行业的技术进步与发展^[1]。

1.1.2大跨度空间结构在国外的发展状况