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第1章　概述 1

1.1　空间结构形式的发展 1

1.1.1　空间结构的概念 1

1.1.2　空间结构的特点 1

1.1.3　空间结构的形式 2

1.2　弦支结构 3

1.2.1　弦支结构的概念及特点 3

1.2.2　弦支结构的分类 5

1.3　弦支穹顶结构 8

1.3.1　弦支穹顶结构的概念 8

1.3.2　弦支穹顶结构的特点 10

1.3.3　弦支穹顶结构的发展和应用现状 11

1.4　弦支穹顶结构的分类 16

1.4.1　按上层单层网壳形式划分 16

1.4.2　按上层构件连接形式划分 20

1.4.3　按下层拉索的类型划分 20

1.4.4　弦支穹顶结构分类小结 20

1.5　本书的主要内容 21

第2章　几何非线性有限单元法 23

2.1 空间杆单元刚度矩阵 23

2.1.1　基本假定 23

2.1.2　平衡方程的建立 23

2.2　空间梁单元 25

2.2.1　基本假定 25

2.2.2　弹性梁单元在随动局部坐标系中的切线刚度矩阵 25

2.2.3　弹性梁单元在单元局部坐标系中的切线刚度矩阵 27

2.3　索单元 28

2.3.1 间断索单元 28

2.3.2　连续折线索单元 29

2.4　总刚矩阵的集成与边界条件的处理 37

2.4.1　总刚矩阵的集成 37

2.4.2　边界条件的处理 38

2.5　非线性方程组的求解方法 38

第3章　弦支穹顶结构的形态分析 40

3.1　形态分析的基本概念 40

3.2　弦支穹顶结构的形态分析理论 41

3.2.1　找力分析方法 41

3.2.2　找形分析方法 43

3.2.3　找力算例分析 45

第4章　弦支穹顶结构的静力性能分析 49

4.1　弦支穹顶结构的预应力设计 49

4.2　弦支穹顶结构的基本静力性能 51

4.2.1　计算模型 51

4.2.2　基本静力性能分析 51

4.2.3　线性叠加原理的验证与应用 52

4.2.4　弦支穹顶结构静力性能的参数分析 54

4.3 弦支穹顶结构的稳定性分析 56

4.3.1 弦支穹顶结构的基本稳定性分析 56

4.3.2　弦支穹顶结构的稳定性参数分析 58

第5章　弦支穹顶结构的动力性能研究 76

5.1 弦支穹顶结构的基本动力特性 76

5.1.1　弦支穹顶结构的自振特性 76

5.1.2　参数分析 78

5.2　弦支穹顶结构的风振响应分析 84

5.2.1　风振分析的必要性 84

5.2.2　水平风力作用下结构响应 85

5.2.3　竖向风力作用下结构响应 96

5.2.4　小结 97

5.3　弦支穹顶结构的地震反应分析 98

5.3.1 弦支穹顶结构的地震反应特性 98

5.3.2　地震反应的参数分析 104

5.3.3 小结 114

第6章　用连续折线索单元的弦支穹顶结构特性分析 116

6.1　连续折线索单元应用于弦支穹顶结构的静力分析 116

6.1.1　计算模型 116

6.1.2　预应力作用下的弦支穹顶结构 117

6.1.3　预应力与荷载共同作用下的弦支穹顶结构 120

6.1.4　稳定分析 123

6.1.5　小结 128

6.2　连续折线索单元应用于弦支穹顶结构的动力性能分析 129

6.2.1　地震时程响应分析 129

6.2.2　小结 133

第7章　弦支穹顶结构的试验研究 134

7.1　弦支穹顶结构模型试验研究 134

7.1.1　试验模型 134

7.1.2　观测方案 135

7.1.3　加载过程 137

7.1.4　试验结果分析 140

7.2　弦支穹顶结构实物静力特性试验研究 141

7.2.1　试验对象 141

7.2.2　试验加载制度 141

7.2.3　观测制度 143

7.2.4　加载过程 144

7.2.5　试验数据采集与处理方法 144

7.2.6　局部刚性弦支穹顶结构的试验结果及其与理论分析的对比 146

7.2.7　刚性杆弦支穹顶结构试验结果及其与理论分析的对比 150

7.3 弦支穹顶结构动力特性试验研究 153

7.3.1 弦支穹顶结构动力特性理论分析 154

7.3.2　模态试验激励方法及信号采集 161

7.3.3　试验模态分析预试验 162

7.3.4　第一阶段试验结果分析 163

7.3.5　第二阶段试验结果分析 165

第8章　弦支穹顶结构的节点 172

8.1　弦支穹顶节点设计原则 172

8.2　网壳节点 173

8.3　撑杆上节点设计 178

8.3.1　撑杆上节点设计原则 178

8.3.2　撑杆上节点形式 178

8.4　撑杆下节点设计 180

8.4.1　撑杆下节点设计原则 180

8.4.2　撑杆下节点形式 180

8.4.3　预应力钢结构滚动式张拉索节点 183

8.5　支座节点 184

第9章　弦支穹顶结构的施工模拟分析 187

9.1　弦支穹顶结构施工的特殊性 187

9.1.1　弦支穹顶结构的预应力施加方法 187

9.1.2　弦支穹顶结构施工模拟分析的必要性 187

9.2　弦支穹顶施工分析方法 188

9.2.1　弦支穹顶结构施工正分析方法 188

9.2.2　弦支穹顶结构的施工反分析方法 189

9.3　弦支穹顶施工滑移摩擦数值分析 190

9.3.1　考虑滑移摩擦的预应力张拉数值模拟方法 190

9.3.2　考虑滑移摩擦的算例分析 194

第10章　弦支穹顶结构工程实例 199

10.1 光丘穹顶 199

10.2　聚会穹顶 200

10.3　天津保税区商务中心大堂屋盖 201

10.4　昆明柏联商厦采光顶 203

10.5　天津博物馆贵宾厅 204

10.6　武汉体育中心体育馆 205

10.7　常州体育馆 207

10.8　2008年北京奥运会羽毛球馆 210

10.9　济南奥林匹克体育中心体育馆 213

10.10　安徽大学体育馆 215

10.11　连云港体育中心体育馆 217

10.12　辽宁营口奥体中心体育馆 220

10.13　山东茌平体育馆 221

10.14　三亚市体育中心体育馆 224

10.15　渝北体育馆 226

10.16　深圳坪山体育馆 228

10.17　大连市体育馆 228

10.18　南沙体育馆及其他工程方案设计 231

参考文献 235