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第1章 绪论 1

1.1 空间结构概述 1

1.1.1 空间结构的发展 1

1.1.2 空间结构的分类 7

1.1.3 空间结构在国内的应用和发展 8

1.2 弦支穹顶结构的应用与研究现状 10

1.2.1 弦支穹顶结构的形式与分类 10

1.2.2 弦支穹顶结构的力学性能及施工分析 11

1.2.3 弦支穹顶结构的试验研究 12

1.3 空间结构分析方法概述 12

1.4 本书研究背景 13

1.5 本书主要研究内容 14

第2章 弦支叉筒网壳结构体系的形式与分类 16

2.1 引言 16

2.2 弦支叉筒网壳结构体系的形式与分类 17

2.2.1 按网格划分形式分类 17

2.2.2 按叉筒网壳类型分类 19

2.2.3 按叉筒网壳层数分类 20

2.2.4 按平面投影形状分类 21

2.2.5 按布索形式分类 22

2.3 预应力叉筒网壳结构布索形式的探讨 22

2.3.1 拉索式布置 22

2.3.2 张弦式布置 23

2.3.3 弦支式布置 24

2.3.4 混合式布置 24

2.4 预应力叉筒网壳结构形式的推广 24

2.5 本章小结 26

第3章 弦支叉筒网壳结构的静动力性能研究 27

3.1 引言 27

3.2 谷线式弦支叉筒网壳结构静力性能分析 27

3.2.1 计算模型 27

3.2.2 预应力设计 28

3.2.3 全跨均布荷载作用下的静力性能 29

3.3 参数分析 31

3.3.1 预应力水平 31

3.3.2 上部网壳杆件截面 33

3.3.3 竖杆长度 35

3.3.4 矢跨比 37

3.3.5 倾角 39

3.4 脊线式弦支叉筒网壳结构静力性能分析 41

3.4.1 计算模型 41

3.4.2 预应力设计 41

3.4.3 全跨均布荷载作用下的静力性能 42

3.5 谷线式弦支叉筒网壳结构动力特性分析 43

3.5.1 基本原理 43

3.5.2 自振特性 44

3.5.3 参数分析 47

3.6 脊线式弦支叉筒网壳结构动力特性分析 49

3.7 几种弦支结构静力性能的比较 52

3.8 本章小结 53

第4章 弦支叉筒网壳结构的稳定性能研究 54

4.1 引言 54

4.2 基本理论 54

4.3 谷线式弦支叉筒网壳非线性屈曲分析 55

4.4 参数分析 57

4.4.1 预应力水平的影响 57

4.4.2 杆件截面的影响 58

4.4.3 竖杆长度的影响 59

4.4.4 矢跨比的影响 60

4.4.5 倾角的影响 60

4.5 材料非线性的影响 62

4.6 脊线式弦支叉筒网壳非线性屈曲分析 63

4.7 初始缺陷的影响 64

4.7.1 缺陷大小 64

4.7.2 缺陷分布 65

4.8 几种弦支结构稳定性能的比较 67

4.9 本章小结 68

第5章 向量式有限元概述及其索单元 69

5.1 引言 69

5.2 向量式有限元基本原理 70

5.2.1 基本概念 70

5.2.2 控制方程式 72

5.2.3 等效质量及等效质量惯性矩 73

5.2.4 静态求解方法 74

5.2.5 分析流程 74

5.3 杆单元 75

5.3.1 杆单元内力 75

5.3.2 算例 76

5.4 索单元 78

5.4.1 直线索单元 78

5.4.2 曲线索单元 79

5.4.3 算例 81

5.5 向量式有限元在弦支叉筒网壳结构静力分析中的应用 82

5.5.1 空间梁单元 82

5.5.2 弦支叉筒网壳结构静力分析 83

5.6 本章小结 85

第6章 基于向量式有限元的断索失效全过程分析 87

6.1 引言 87

6.2 弹塑性向量式有限元模型的建立 88

6.2.1 材料弹塑性模型 88

6.2.2 断裂行为 89

6.2.3 算例 90

6.3 弦支叉筒网壳断索全过程分析 91

6.3.1 基本模型 92

6.3.2 XS1破断 93

6.3.3 HS1破断 96

6.3.4 XS2破断 99

6.3.5 HS2破断 102

6.3.6 XS3破断 105

6.3.7 HS3破断 108

6.4 弦支叉筒网壳二次防御能力评估 111

6.5 本章小结 112

第7章 弦支叉筒网壳结构模型试验研究 113

7.1 引言 113

7.2 试验模型设计与制作 113

7.2.1 支承平台设计 113

7.2.2 支座节点设计 114

7.2.3 叉筒网壳杆件设计 115

7.2.4 索杆体系设计 115

7.3 加载及测试方案 117

7.3.1 加载方案设计 117

7.3.2 测试方案 119

7.3.3 材料特性测试 120

7.4 弦支叉筒网壳结构模型静力加载试验 120

7.4.1 弦支叉筒网壳结构模型张拉成形 120

7.4.2 满跨静力加载 122

7.4.3 半跨静力加载 124

7.4.4 断索（杆）分析 127

7.5 结论 128

第8章 结论与展望 129

8.1 结论 129

8.2 展望 131

参考文献 132