基于非线性接触理论的索托结构受力性能研究

索托结构外形酷似斜拉结构但受力却完全不同,它集中了斜拉结构和悬索结构的优点而克服了它们的不足之处。使用索托结构可使斜索的效率大大改善，结构受力更为合理，因而可以节省建筑用材和工程造价。奥运配套工程北京曲棍球馆由于使用索托结构，其用钢量仅为普通结构（桁架、网架等）用钢量的1/3。本课题将对索托结构的工作机理和工作特性做系统深入的分析。研究上部钢结构与下部柔性索支撑共同工作的条件，揭示索托结构跨度、上部钢结构刚度与下部索内预应力水平三者之间的合理关系，确定塔高和跨度的合理比值。采用非线性接触理论，应用接触单元对结构进行建模，真实的模拟索托节点的工作状态。在静力及动力计算中考虑索的几何非线性和结构的状态非线性，应用时程分析法求结构的风振响应。进行索托结构的模型试验，并对索托结构工程进行监测，提出完整的索托结构设计、计算方法，为索托结构的理论研究和推广应用提供基础。