[发明专利]一种基于承载全过程研究的索穹顶结构设计指标确定方法

权利要求书

1.一种基于承载全过程研究的索穹顶结构设计指标的确定方法，所述指标是基于索穹顶承载全过程中的“脊索松弛-环索屈服-结构破坏”三阶段荷载-力学响应特征确定，该方法包括以下步骤：

步骤①，在试验室内对索进行材料力学试验，得到弹性模量、屈服强度、极限强度、线膨胀系数参数；在试验室内对索及索夹连接节点进行力学试验，得到连接节点摩擦系数及其约束刚度参数；

步骤②，进行索穹顶结构承载全过程分析研究，得出承载全过程中体系的稳定承载力、变形能力、索力变化关系；

步骤③，以K倍设计荷载施加于索穹顶上，利用步骤②方法，以脊索不出现松弛为判别条件，求得体系弹性承载能力系数K；根据步骤②方法，以环索屈服为判别条件，计算索穹顶体系环索屈服荷载系数和环索屈服体系大变形系数；根据步骤②方法，以结构破坏为判别条件，计算索穹顶体系破坏荷载系数P_u和体系极限大变形系数D_u；

步骤④，由步骤③已经求得的、、P_u、D_u进一步求解得到索穹顶的体系稳定承载力系数和体系大变形能力系数；结合步骤③确定的体系弹性承载能力系数K，构成本发明所涉及的三个设计指标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤中④中索穹顶结构设计时同时控制体系弹性承载能力系数K、体系稳定承载力系数和体系大变形能力系数。

3.如权利要求1-2所述的方法，其特征在于所述步骤②中，索穹顶结构承载全过程分析可通过计算仿真分析实现；依据试验室试验结果，将结构材料模型设定为非线性属性；依据试验结果在计算模型中考虑索的预应力损失及索夹节点约束刚度影响，并在计算过程考虑结构体系几何非线性；分析在ANSYS软件中进行，采用非线性迭代方法求解；计算得出承载全过程中体系的稳定承载力、变形能力、索力等参数变化关系。

4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于所述步骤②中，索穹顶结构承载全过程分析可通过整体结构模型试验方法实现，试验得出承载全过程中体系的稳定承载力、变形能力与索力等参数变化关系。