预应力设计对弦支穹顶结构抗震性能影响研究

"弦支穹顶结构预应力设计及其抗震性能研究 (2009年)" 本文是工程技术领域的学术论文，主要探讨了弦支穹顶结构的预应力设计方法及其在地震作用下的抗震性能。弦支穹顶结构是一种结合了张拉结构与穹顶结构特点的复杂建筑形式，常用于大跨度、轻质的建筑结构中。 首先，文章介绍了一种基于平衡矩阵理论和最优化理论的预应力确定方法。这种方法考虑了结构的整体稳定性和局部应力分布，旨在通过合理设置预应力，优化结构性能。平衡矩阵理论是解决结构静力平衡问题的基础，而最优化理论则用于寻找最优的预应力分布，以达到结构性能的最大化。 接着，论文通过模态分析研究了不同预应力水平和不同上部单层网壳截面的弦支穹顶结构的动力特性。模态分析是结构动力学中常用的技术，用于了解结构的自振频率、振型等动态属性。分析结果显示，随着预应力水平的增加，弦支穹顶结构的自振频率也随之提高，这有助于提高结构抵抗外部扰动的能力。然而，当上部单层网壳的刚度增大时，预应力对自振频率的影响减弱，表明刚度对结构动态响应的影响可能超过预应力。 此外，论文还深入研究了弦支穹顶在地震作用下的行为。地震反应分析是评估结构在地震荷载下的性能的关键步骤。作者发现，弦支穹顶的下部张力集成体系，即索杆体系，能有效降低上部单层网壳在地震中的最大应力，特别是对外层单元的应力有显著降低作用。这种特性增强了结构在地震中的安全性和耐久性。 关键词涉及弦支穹顶结构、预应力、动力分析、模态分析和地震反应分析，这些关键词反映了论文的核心内容。中国分类号为“TQB394”，文献标识码为“A”，表明这是一篇原创性的工程技术研究论文，发布于2009年7月的《四川大学学报(工程科学版)》第41卷第4期。 这篇论文对于理解和优化弦支穹顶结构的预应力设计以及提升其抗震性能具有重要的理论与实践价值，为类似结构的设计和工程应用提供了科学依据。