荷载缓和体系(Load Relieving System)是一种新颖的概念,它通过在结构中引入一种可动装置,达到自我调节和自我保护的目的。本文以环形空腹索桁结构体系为研究对象,进行了结构性能及荷载缓和分析。 以环形空腹索桁结构为研究对象,采用奇异值分解法求出了此结构体系的自应力模态,得到了预应力分布;在此基础上,采用ANSYS对该结构体系进行了几何非线性分析。分析了预应力对结构静力性能的影响,得到结构刚度随预应力的加大而提高。 本文分析了环形空腹索桁结构体系的自振特性,并对其自振特性进行了参数分析,结果表明,增加预应力和增设支撑可以提高结构的自振频率。对不加支撑的结构进行了三维地震作用下的非线性动力响应时程分析。参数分析结果表明,随着预应力的增大结构的位移峰值减小,而内力变化峰值相差不多。 本文引入了变刚度法实现了环形空腹索桁结构体系的荷载缓和。研究了结构的静力性能,并比较了不同函数的变刚度对结构性能的影响。结果表明,构件的弹性模量减小得越快,结构的变形会越大,相反构件的内力增长得越慢,甚至出现减小的情况。因而用变刚度法实现结构的荷载缓和在理论上是可行的。 论文最后对上述研究成果作了简单的总结,分析了论文的不足之处,提出今后亟待解决的问题和研究的方向。