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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