前言

近年来，“一带一路”倡议深入实施所带动的沿线基础设施建设，以及《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》提出的双循环相互促进经济发展思路所带动的大型工业建筑建造等，催生了一大批高规格、高质量、高标准的大跨度空间结构；一方面，弦支穹顶结构因受力合理、施工方便无疑成为大跨度空间结构的首选形式之一；另一方面，随着我国科技水平的不断提高，传统土木工程正面临转型升级的挑战，其设计施工都朝着精准化、精细化的方向发展。弦支穹顶结构自 20 世纪提出以来，虽已应用于30 余项工程中，但对结构中的一些关键节点和构件的力学行为尚难完全准确把握，进而也就无法精准评估结构整体的力学性能。本书即从弦支穹顶结构中量大面广的焊接空心球节点和关键构件拉索入手，围绕空心球节点球-管焊接施工过程中的焊接残余应力产生机理、拉索的预应力摩擦损失和腐蚀机理，以及它们对节点、构件甚至结构整体的影响展开研究，研究成果为弦支穹顶结构体系的精准化评估奠定了理论基础。

全书共 8章：第1章为绪论，主要介绍弦支穹顶结构的概念与国内外研究现状，并梳理了现有研究中的若干问题以及本书的主要研究内容；第2章主要介绍弦支穹顶结构上部空心球节点由于球-管焊接所产生的焊接残余应力分布规律，以及节点主要构造尺寸对焊接残余应力分布规律的影响；第3章在第2章研究成果的基础上，主要介绍了焊接残余应力对焊接空心球节点轴向受力性能和抗弯性能的影响规律；第4章主要围绕弦支穹顶结构拉索在张拉过程中存在两端张拉控制力不等，以及各索撑节点处摩擦损失随机变化的特点，介绍了弦支穹顶结构的预应力优化与找力分析方法；第5章则针对拉索在索撑节点处的摩擦滑移现象，精细化分析了拉索与索撑节点间的接触力学行为，并介绍了考虑拉索捻距、索段夹角以及张拉力等因素影响的拉索摩擦滑移系数取值方法；第6章在第4章、第5章研究成果的基础上，介绍了拉索预应力随机摩擦损失与其他随机施工缺陷联合作用对弦支穹顶结构整体性能的影响；第7章围绕拉索的腐蚀损伤问题，主要介绍了拉索的腐蚀演化机理及其引起的拉索及弦支穹顶结构性能的退化规律；第8章从结构整体性能评估的角度介绍了弦支穹顶上部网壳与下部索撑体系在结构中的权重。

本书由严仁章、王帅、孙涛、杨朝山共同完成，第1、4、6、8章由严仁章撰写完成；第2、3、5章由王帅撰写完成；第7章由孙涛撰写完成；杨朝山负责全书的架构设计、文字编辑与校核纠错。

本书的研究工作得到以下基金资助：国家自然科学青年基金“弦支穹顶结构拉索滑移摩擦机理及其对结构性能的影响研究”（51708067）、中国博士后科学基金“球-管连接焊缝对弦支穹顶节点及结构性能的影响研究”（2017M612921）、重庆市博士后研究人员特别资助项目“弦支穹顶上部网壳施工误差与预应力误差耦合作用对结构性能的影响”（Xm2016127）、重庆交通大学科研启动基金“预应力误差对弦支穹顶结构性能影响的精细化研究”。

在撰写过程中，山区桥梁及隧道工程国家重点实验室为研究工作提供了试验条件；重庆交通大学土木工程博士后流动站、天津大学土木工程博士后流动站和大立建设集团有限公司博士后工作站为研究工作提供了科研平台与经费支持，两站博士后的合作导师周建庭教授、刘红波教授和苏天成教授级高工均对研究工作提供了悉心指导；中国人民解放军陆军勤务学院和重庆交通大学为本书的出版提供了经费支持；重庆交通大学钢结构课题组的硕士研究生姚茜、金小强、邱先伟、朱美豪、刘佳奇、刘婷、张平、文强、闫春玲、黄中河、吴雨阳、段茗爔、张昌龙、於紫妍等参与了相关研究工作的试验研究与分析计算，以及有关章节的素材收集、文字编辑和插图绘制等工作，谨在此表示感谢。对本书中所引用参考文献的单位和作者表示感谢。最后，要特别感谢我的博士生导师陈志华教授，本书中的一些研究成果是博士阶段研究课题的延续，书中一些想法也是陈志华教授首先提出的，在此致以深深的谢意。

由于著者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。

著者
2023 年 4 月