索穹頂結構模擬施工預應力設計的研究

摘 要：文章通過引用索穹頂結構初始預應力設計和理想預應力設計理論，提出了得到平衡、對稱且隨機的模擬施工預應力設計方法-同類桿非對稱疊加法，并編制了相應的計算程序，進行算例分析。通過調整多余桿的初始預應力值，得到不同差異程度的多組施工預應力模擬值。所得到的模擬值可作為預應力水平評估數據。

關鍵詞：索穹頂結構；同類桿；非對稱疊加；模擬施工預應力

引言

本文主要針對levy式索穹頂，研究了施工預應力水平的不均勻性，利用非對稱疊加原理與設計預應力值組合，形成相對理想預應力存在不同差異程度的模擬施工預應力，并編制了相應的計算機程序，進行算例分析。通過控制多余桿初始預應力值的輸入，得到多組不同均值、方差的模擬值。

1 模擬施工預應力設計方法

本文所設計的模擬施工預應力，是在結構初始預應力設計及理想預應力設計完成的基礎上進行的，所以首先介紹初始預應力設計及理想預應力設計部分。

1.1 初始預應力設計理論

索穹頂結構的平衡方程為 （1）

將[A]化為階梯矩陣如下形式：

考慮體系的自應力模態時取荷載向量{P}={0}，對該方程移項變化為

（2）

便得到了用多余桿軸力來表示非多余桿軸力的方程，通過對多余桿加預應力來給整體結構加預應力。

1.2 理想預應力設計理論

理想預應力狀態的標準主要體現在以下幾個方面：

1.2.1 要保證張拉整體結構在正常工作條件下所有的不能松弛，即在使用荷載作用下索中產生的內力不能為負值。……