中文摘要：

大跨度索杆张力结构由于其自身的特点，结构的承载潜力将在服役期间的绝大部分时间里得不到充分发挥，甚至永远被"埋没"。荷载缓和体系是一种在结构中引入某种装置，当外部作用发生变化时，由缓和装置自动调整结构的受力性状，达到自我调节、自我保护的结构体系。将荷载缓和体系的基本思想应用到索杆张力结构中，无疑更能发挥索杆张力结构的优势。本项目将通过新型缓和装置的构建，研究荷载缓和体系中杆长刚体和滑轮节点的几何约束、运动效率和稳定原则；借鉴展开结构的分析方法，建立索杆张力结构中的缓和装置体系的计算理论；对结构往复调节过程进行数值模拟，分析其运行特性，探讨结构在偶然荷载下体系的动力特性及性能，并通过模型试验进行验证。本项目的研究将全面建立荷载缓和体系的分析理论，进一步改善索杆张力结构的受力性能，为大跨度索杆张力结构荷载缓和体系的应用提供坚实的理论基础。

结论摘要：

在总结荷载缓和体系的研究现状、存在问题及解决思路的基础上，对由索组成的荷载缓和体系，提出了一种虚拟应变计算法，该法通过虚拟单元弹性模量或截面，设置较大初应变值，将荷载分成若干小步，并修正每一荷载步后结构的几何模型，实现计算过程中保证结构单元内力恒定，是一种能够模拟由索组成的荷载缓和体系运行的有效方法。研究了荷载缓和装置，给出了一种由钢板组成的弹簧缓和装置。该装置构造简单、实用性强，具有实际应用前景。将弹簧缓和装置应用于肋环型索穹顶结构、鸟巢型索穹顶结构、矩形平面索穹顶结构，在不同部位安装缓和装置，计算表明，相同荷载下结构的静动内力有不同程度的下降。通过对一个跨度为5米的鸟巢型索穹顶结构，分别在外圈斜索和外圈环索设置缓和装置、使其具有荷载缓和功能，理论分析和试验结果均表明，在相同荷载下结构构件内力减少了10%以上，说明相关理论计算和缓和装置是有效可行的。提出了两种杆系结构的动力失效判断准则-应力变化率准则和动力强度双控准则，为研究荷载缓和体系的动力稳定性打下了基础。研究了具有荷载缓和功能的索穹顶结构的敏感性，探明设置荷载缓和装置的最佳位置。此外，本项目还申请发明专利五项。