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內(nèi)容簡介

　　500m口徑球面射電望遠鏡（FAST）是中國科學院國家天文臺組織實施的國家重大科技基礎設施項目，為世界zui da單口徑、zui靈敏的射電望遠鏡。FAST反射面主體支承結(jié)構(gòu)由格構(gòu)柱、圈梁、索網(wǎng)和促動器組成，索網(wǎng)具有可主動變位功能，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的多目標形態(tài)，同常規(guī)土木工程結(jié)構(gòu)有較大差異。本書系統(tǒng)介紹了FAST反射面主體支承結(jié)構(gòu)設計的關鍵技術，主要內(nèi)容包括：圈梁與格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)體系、可主動變位的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究、索網(wǎng)誤差敏感性分析、斷索分析、風環(huán)境數(shù)值模擬、反射面單元變位研究、促動器故障影響分析、索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工模擬和BIM技術等。

作者簡介

　　朱忠義，博士、教授級高級工程師，北京學者，入選國家百千萬人才工程，享受國務院特殊津貼，北京市建筑設計研究院有限公司總工程師，兼任全國超限高層建筑工程抗震設防審查專家委員會委員、《空向結(jié)構(gòu)》雜志編委等學術職務。致力于大跨度結(jié)構(gòu)設計和研究，主持了500m口徑球面射電望遠鏡（FAST）主動反射面主體支承結(jié)構(gòu)、北京大興國際機場航站樓、卡塔爾盧賽爾體育場（2022年世界杯主體育場）、首都國際機場T3航站樓、2022年北京冬奧會國家速滑館、2008年北京奧運會國家體育館、綿陽九洲體育館、深圳寶安國際機場T3航站樓、昆明長水國際機場航站樓、鳳凰國際傳媒中心、哈爾濱大劇院等國內(nèi)外大型工程的結(jié)構(gòu)設計，在大跨度結(jié)構(gòu)體系、設計理論與方法及減隔震技術等方面取得多項具有國際影響力的研究成果。獲國際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會（IABSE）和英國結(jié)構(gòu)工程師學會（ISE）的杰出結(jié)構(gòu)獎、國家科技進步二等獎、全國優(yōu)秀工程勘察設計獎金獎、北京市科學技術進步一等獎等國際、國家和省部級獎勵多項。當選全國勞動模范，獲全國五一勞動獎章、“杰出工程師”獎、FAST工程建設突出貢獻個人等榮譽。

圖書目錄

第1章緒論
1.1 工程背景
1.2 設計條件和參數(shù)
1.2.1 氣象條件
1.2.2 荷載和作用
1.2.3 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)
1.2.4 控制應力比
1.2.5 工況組合
1.3 主要內(nèi)容
參考文獻
第2章圈梁與格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)體系
2.1 圈梁與格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)布置
2.1.1 圈梁
2.1.2 格構(gòu)柱
2.2 不同邊界條件的結(jié)構(gòu)性能
2.2.1 圈梁、格構(gòu)柱剛度研究
2.2.2 不同邊界條件的結(jié)構(gòu)性能
2.3 整體穩(wěn)定性分析
2.3.1 穩(wěn)定分析的基本理論
2.3.2 圈梁的特征值屈曲分析
2.3.3 非線性承載力分析
2.3.4 總結(jié)
2.4 圈梁支座徑向位移
2.5 帶鏈桿的單向滑動鉸支座
參考文獻
第3章可主動變位的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析
3.1 FAST索網(wǎng)結(jié)構(gòu)概述
3.1.1 結(jié)構(gòu)布置
3.1.2 鋼索
3.2 FAST索網(wǎng)形態(tài)分析方法
3.2.1 形態(tài)分析概述
3.2.2 平衡矩陣理論及應用
3.2.3 傳統(tǒng)非線性有限元法及應用
3.2.4 目標位形應變補償法
3.3 索網(wǎng)球面基準態(tài)分析結(jié)果
3.3.1 初始態(tài)荷載
3.3.2 索網(wǎng)預應力優(yōu)化
3.3.3 球面基準態(tài)索網(wǎng)內(nèi)力
3.3.4 索網(wǎng)球面基準態(tài)下荷載態(tài)受力性能
3.3.5 溫度作用對索網(wǎng)球面基準態(tài)的影響
3.3.6 反射單元對索網(wǎng)球面基準態(tài)的影響
3.4 索網(wǎng)拋物面態(tài)分析
3.4.1 拋物面中心點軌跡生成
3.4.2 典型拋物面態(tài)工況分析
3.4.3 理論計算結(jié)果與實測值對比
3.4.4 溫度作用對拋物面態(tài)的影響
3.4.5 拋物面態(tài)索網(wǎng)內(nèi)力包絡值
3.5 單索懸鏈線效應分析
3.5.1 單索懸鏈線解析公式
3.5.2 懸鏈線效應對工作狀態(tài)索長的影響
3.5.3 懸鏈線效應對單索無應力下料長度的影響
3.5.4 懸鏈線效應對促動器變位影響分析
3.6 索網(wǎng)疲勞分析
3.6.1 鋼索疲勞驗算方法概述
3.6.2 FAST索網(wǎng)疲勞性能分析方法
3.6.3 FAST索網(wǎng)疲勞性能
3.6.4 鋼索疲勞性能指標要求
3.7 索網(wǎng)節(jié)點設計
3.7.1 節(jié)點功能及性能要求
3.7.2 節(jié)點構(gòu)造和材料
3.7.3 節(jié)點受力性能分析
3.7.4 節(jié)點試驗
3.8 索網(wǎng)剛度修正
3.8.1 考慮索頭剛度的鋼索剛度修正
3.8.2 考慮節(jié)點盤剛度的索網(wǎng)剛度修正
參考文獻
第4章索網(wǎng)誤差敏感性分析
4.1 分析參數(shù)
4.2 分析方法
4.3 單參數(shù)誤差敏感性分析
4.3.1 鋼索彈性模量誤差
4.3.2 鋼索下料長度誤差
4.3.3 面板和節(jié)點的自重誤差
4.3.4 主索邊緣節(jié)點位置誤差
4.3.5 下拉索地錨點位置誤差
4.3.6 滑動支座摩擦系數(shù)誤差
4.3.7 圈梁及格構(gòu)柱剛度誤差
4.3.8 格構(gòu)柱基礎變形
4.3.9 單參數(shù)誤差敏感性分析總結(jié)
4.4 多參數(shù)綜合誤差分析
4.4.1 多參數(shù)誤差分析工況1
4.4.2 多參數(shù)誤差分析工況2
4.5 誤差敏感性分析小結(jié)
4.6 實現(xiàn)索網(wǎng)精度要求的關鍵設計要素
參考文獻
第5章斷索分析
5.1 斷索分析的背景
5.2 斷索分析方法
5.3 斷索分析結(jié)果
5.3.1 分析工況
5.3.2 典型工況分析結(jié)果
5.4 斷索分析總結(jié)
參考文獻
第6章風環(huán)境數(shù)值模擬
6.1 CFD數(shù)值模擬理論
6.2 計算模型
6.2.1 區(qū)域山體模型
6.2.2 風向角定義
6.2.3 地形截斷處理方法
6.2.4 網(wǎng)格模型的生成
6.2.5 邊界條件
6.2.6 反射面板開孔問題
6.3 反射面風壓計算結(jié)果
6.4 擋風墻對風環(huán)境影響研究
參考文獻
第7章反射面單元變位分析
7.1 反射面單元
7.2 反射面單元運行機理分析
7.2.1 反射面系統(tǒng)模型
7.2.2 反射面單元變位影響因素分析
7.2.3 反射面單元變位的解析解
7.3 自適應連接方式拓撲關系優(yōu)化
7.3.1 連接機構(gòu)布置形式分析
7.3.2 反射面單元碰撞研究
7.3.3 反射面單元連接結(jié)構(gòu)運動規(guī)律研究
參考文獻
第8章促動器故障影響分析
8.1 促動器故障情形
8.2 最不利故障情形分析
8.2.1 促動器故障分析工況
8.2.2 典型位置1故障情形分析
8.2.3 典型位置2故障情形分析
8.3 不同變位形態(tài)下促動器故障分析
8.3.1 各形態(tài)下故障分析對比
8.3.2 故障情況下“換源”分析
8.4 促動器過載保護分析
8.5 促動器故障對反射面單元影響
8.5.1 故障工況一
8.5.2 故障工況二
8.5.3 故障工況三
參考文獻
第9章索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工模擬分析
9.1 索網(wǎng)結(jié)構(gòu)張拉施工模擬分析方法
9.2 索網(wǎng)結(jié)構(gòu)張拉施工模擬分析
9.2.1 張拉施工原則
9.2.2 索網(wǎng)安裝過程分析
9.2.3 張拉方案分析
9.2.4 索網(wǎng)張拉完成態(tài)
參考文獻
第10章 BIM技術開發(fā)和應用
10.1 BIM數(shù)據(jù)庫構(gòu)建
10.1.1 BIM簡介
10.1.2 數(shù)據(jù)庫在BIM中的應用
10.2 主索網(wǎng)BIM模型
10.2.1 節(jié)點成型規(guī)則
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