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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