第七届世界军运会主赛场车辐式索承网格钢结构屋盖设计

以第七届世界军运会主赛场钢结构屋盖为例,对车辐式索承网格钢结构屋盖进行初始预应力状态分析、静力弹性分析、施工模拟分析和结构稳定性分析。采用MIDAS Gen软件建立结构模型,分析车辐式索承网格钢结构屋盖在规范规定的荷载单工况和组合工况下的内力和变形,并对比各工况下车辐式索承网格钢结构屋盖相对于初始预应力状态下的内力变化情况,对索张拉施工全过程进行模拟分析,对结构模型模态进行分析。结果表明,车辐式索承网格钢结构屋盖在各工况下的验算结果均满足规范要求,初始预应力状态分析与施工模拟分析的构件内力和变形基本吻合,施工模拟全过程分析的构件内力均小于静力弹性分析,稳定性分析结果表明结构具有足够的安全储备。     

大开口索承网格结构施工过程分析与现场实测研究

大开口索承网格结构是近年来提出的一种新型屋面结构形式,其预应力施工过程相当复杂。以在建的巴中体育中心项目为背景,结合实际工程探讨了大开口索承网格结构的组成要点,依据实际工程的张拉方案提出采用改进的张力补偿法得到不同张拉阶段拉索施工预应力控制值,建立了有限元分析模型,进而得到结构在不同张拉阶段的索力及节点位移。分析结果表明：拉索索力模拟值与设计值吻合较好,斜撑安装完成后,环向索最大索力及最小索力相同。同时对施工张拉过程进行现场监测,模拟值与实测值基本吻合。研究结果表明,采用改进的张力补偿法可以有效模拟不同张拉阶段拉索施工预应力控制值,对索承网格结构预应力张拉施工有较好的参考价值。     

徐州奥体中心体育场环向悬臂索承网格预应力施工关键技术

徐州市奥体中心体育场工程屋盖雨篷采用了一种新的结构形式——环向悬臂索承网格结构。对徐州市奥体中心体育场屋盖预应力施工的关键技术进行了研究,主要内容包括预应力施工仿真分析、预应力拉索的安装、预应力施加方法等。通过本文的研究分析将形成一套环向悬臂索承网格结构体系的施工关键技术,该结构体系适用于超大型的体育场及其他公共建筑。     

环向悬臂索承网格结构预应力设计关键技术研究和应用

徐州市奥体中心体育场工程屋盖采用了新型杂交空间结构——环向悬臂索承网格结构,结构构造为开口形式,与弦支穹顶相似,径向钢梁变为悬臂构件,与周围结构通过销轴连接,这释放了悬臂构件端部弯矩,使钢拉索构件成为主要的受力构件,减小了悬挑梁的截面从而大大地减少用钢量。对本工程与预应力优化设计相关的关键技术进行了研究,包括钢拉索失效分析、预应力索夹节点的深化设计和抗滑移试验,并采用正搭法和倒拆法对预应力施工进行仿真分析等。结果表明,环向悬臂索承网格结构适用于超大型的体育场及其他公共建筑。     

拉索预应力巨型网格结构体系

阐述了拉索预应力巨型网格结构体系发展与研究的必然性和必要性;介绍了针对这一体系提出的各种结构形式中拉索预应力的布置原则、受力机理及具体形式;回顾了拉索预应力巨型网格结构体系的研究现状,包括静力及稳定性能、预应力索张力计算及其优化、张拉全过程分析、结构动力特性等。总结了该结构体系中各参数的合理取值,得到了较优的预应力大小及预应力分布比例,提出了针对静力性能的三级优化方法及预应力索张拉施工过程中索力的计算方法,得到了布索后结构的动力特性变化规律。最后对拉索预应力巨型网格结构体系研究的关键问题及发展方向进行了展望。     

预应力斜拉网格结构拉索张拉施工分析

针对连云港体育中心体育场顶篷预应力斜拉钢网格结构工程中拉索张拉力大、数目多、相互影响大、卸载后结构变形大的特点,通过ANSYS有限元分析软件对不同张拉方式进行对比分析,包括初始预应力态结构分析、张拉拉索前拆除满堂支架结构分析、满堂支架支撑网壳时虚拟张拉分析及局部拆除支架的虚拟张拉分析,掌握了预应力拉索张拉过程中索力变化和结构变形的规律,最终选取主动张拉桅杆外侧的背索,被动张拉屋面上的前索的施工方案。并对拉索的施工方案做了介绍。     

拉索预应力空间格结构的分析和设计

本文对拉索预应力空间网格结构的拉索布置、结构分析、节点构造等设计中的若干问题进行了论述,供工程设计参考.     

椭圆形大悬挑索承网格屋盖结构的整体同步张拉成型过程研究

徐州市奥体中心体育场屋盖空间曲面钢结构挑篷造型独特,悬挑达40m。整个屋盖结构的成型完全靠张拉预应力拉索来实现,具有拉索张拉力大、数目多、相互影响大、卸载后结构变形大的特点。结合徐州体育场项目建立计算模型,分析了椭圆形大开口索承网格结构的静力性能,模拟了整个屋盖体系的建造过程,得出了预应力拉索张拉过程中索力变化和结构变形的规律。结果表明:从预应力施加对结构系统最终影响的角度看,整体同步张拉径向索的成型方案切实可行,有效地指导了施工中预应力张拉的实时监测和施工调整控制。     

拉索预应力空间网格结构全过程设计的分析方法

本文将拉索预应力空间网格结构中产生预应力的本质归纳为拉索的初始缺陷长度。并从初始缺陷长度的角度出发,提出了拉索预应力空间网格结构的计算分析方法。证明了该方法与将拉索张力作为外力分析方法的一致性。特别对该结构施工阶段的力学问题作了详细的分析,提出了初始缺陷不变的特点,解决由于拉索分级分批张拉所造成的预应力损失量计算的关键问题。通过文中的两个算例,验证了以上方法的正确性和有效性。     

广州珠江新城西塔主塔楼环向预应力拉索施工技术

广州珠江新城西塔主塔楼外筒采用新型斜交网格柱体系,为改善结构整体受力性能,在外筒节点层处设置闭合的环向预应力索箍.考虑到环向预应力拉索体系具有索体较重、索长较长、索力较大、布置位置较高等特点和难点,确定了适合本工程的预应力拉索总体施工流程,介绍拉索安装和张拉的技术要点,并重点提出拉索张拉的基本原则、顺序和索力控制程序等.实践结果证明本施工方案的可行性.     

弦弓式预应力柱面网壳结构的稳定性和抗震性能分析

在大跨度干煤棚工程设计中采用的弦弓式预应力柱面网壳结构是由网壳和预应力拉索组成的杂交体系。采用非线性有限元方法研究了这种结构的稳定性,分析了各种荷载工况、初始缺陷和拉索预应力对结构稳定性的影响。分析了预应力对结构自振特性的影响,然后采用振型分解反应谱法对结构的水平及竖向地震反应进行了研究,总结了结构地震内力系数分布规律。研究表明,布置拉索对结构的稳定性能改善明显,结构的极限荷载提高30%以上,施加的预应力对结构的动力性能影响不大。     

吴江市震泽中学体育场钢屋盖结构设计

震泽中学体育场分为东、西区两个看台,东区跨度为170.7m,主骨架为梭柱斜拉索网格结构,西区跨度为224.0m,主骨架为背拉索大悬挑网格结构。采用3D3S和MIDAS软件对结构进行分析,通过控制拉索的初始预应力取值,降低整个结构用钢量。结合具体结构设计,对结构进行了静动力特性分析、屈曲分析和断索分析,同时对两种拉索网格结构的力学性能特点进行了比较和总结。     

单层叉简网壳的预应力研究

对拉索预应力单层叉筒网壳的非线性分析方法进行了深入的研究,采用有初始应变的拉索单元来引入预应力,可方便地进行预应力结构的非线性分析,拉索单元始终包含在结构模型中,分析准确而高效.本文提出了初始应变分析法与预应力结构的张拉锚固和使用各阶段的对应关系,即将预应力张拉锚固施工作为非线性分析的第一增量步处理,从而实现了连续的非线性分析.应用初始应变分析法,探讨了设置于支座间的预应力拉索和辐射状预应力拉索对单层叉筒网壳结构的作用.     

大开口车辐式索承网格结构预应力施工技术研究

针对适用于体育场类建筑的大开口索承网格预应力空间结构体系,对此结构体系进行了施工分析,研究表明:此类结构体系的上弦钢结构为近似瞬变结构,索杆体系对其整体结构的刚度形成具有显著效应;且张拉施工的不同批次拉索间索力相互影响不容忽视,其结构性能与封闭式弦支穹顶结构差异较大。采用参数化有限元法,针对各张拉级数和张拉批数的张拉方案、各外立面钢结构卸载时机的施工方案、各斜撑安装时机的施工方案,分别进行了施工全过程仿真分析,研究了结构的整体位移、撑杆摆动、拉索索力、杆件应力以及临时支架反力等的影响;并综合考虑施工工艺可行性、经济性,得出此结构体系最佳的张拉方案为三批四级张拉方案、最佳的外立面卸载时机为外立面安装完成后、最佳的斜撑安装时机为预应力张拉完成后。并采用随机误差分析法,选取环索长度以及径向索索力作为控制目标进行耦合分析,确定了各控制项目的允许限值,并明确此结构预应力施工需进行力和位移双控。     

斜拉空间网格结构拉索张拉过程分析

预应力对斜拉空间网格结构受力体系的形成至关重要,如何通过分批张拉准确地建立预应力是施工中面临的主要问题,文中结合工程实例,从拉索的切线刚度和索长计算两个角度入手,分析了拉索的垂度对斜拉空间网格结构预应力张拉过程的影响。针对斜拉空间网格结构的特点,综合考虑各种因素的影响,提出了拉索张拉的控制原则和要求,并对施工方案进行了...     

拉索-铝合金网架的自振频率分析

为了发挥铝材网架的优势,扩展其应用范围,本文对所提出的拉索-铝合金预应力组合网架动力性能进行相关分析。论文在对全钢网架、全铝网架、拉索-铝合金预应力组合网架静力分析的基础上,重点对拉索-铝合金预应力组合网架进行动力性能的初步研究,主要分析了拉索-铝合金预应力组合网架的索预应力值度、撑杆高度、网格尺寸以及网架高度变化对结构自振频率的影响。     

索承网格结构换索工程施工监测技术

近年来,索承网格结构作为新型预应力空间杂交钢结构受到广泛的关注.换索工程由于施工难度大、安全风险高,在施工过程中需要对受力和变形情况采取有效监测手段.以杭州市某索承网格结构换索工程为例,针对该建筑在换索期间的索力、变形、应变进行了全程监测与分析,可为同类工程应用提供参考借鉴.     

预应力钢结构空间结构体系

2.2预应力网格结构[1,2,5,6] 二次大战后经济建设高潮中得到认同与广泛采用的空间钢网格结构在跨度与规模上都达到空前,如1970年大阪博览会的一座平板网架跨度尺寸75.6m×108m覆盖面积3.15万m2,1973年建成的美国新奥尔良市"超级穹顶”钢网壳直径达213m可容纳80000余人.在50年代新兴的预应力钢结构学科经过20年的研究与实践,在平面结构体系中已证其科学性、可靠性及经济性.在70年代预应力钢构学科进一步发展时,选中了先进的新体系--空间网格钢结构,两者结合衍生出预应力空间钢网格体系.这种空间钢网格结构的传统形式不变,而在其杆系内布置高强预应力拉索或改变支座的初始位置以引入有益预应力.预应力效应导致空间网格结构的用材更省,刚度更好,成为空间钢结构体系中的一朵新葩.     

大开口车辐式索承网格结构静力性能影响因素分析

为了深入了解大开口车辐式索承网格结构的静力性能,借助弹塑性非线性全过程分析,分别对索杆体系预张力大小、撑杆高度、外边界环梁高差、环索平面形状、刚性网格矢高、刚性网格形式、刚性网格肋梁曲率及内环高差等影响因素进行分析。分析结果表明:索系预张力主要影响结构的初始形态;增加撑杆高度和刚性网格矢高都能有效地提高结构的刚度和承载力;合理选取边界环梁高差及环索平面形状,可以使得车辐式索杆体系的传力更高效,有效降低索的张力水平;带斜杆的刚性网格对结构刚度和承载力更有利;适当增加肋梁曲率,可提高结构承载力,增大刚性网格刚度;刚性网格内环高差对结构静力性能影响较小。     

中关村国家自主创新展示中心折线形布索预应力钢桁架结构设计研究

中关村国家自主创新展示中心采用折线形预应力大跨度空间桁架钢结构体系,该预应力体系在同类钢结构工程中应用很少,因此结构预应力体系选型及施工方法模拟分析对工程的安全性和可靠性具有重要的意义。采用不同计算模型,选取拉索布置形式、预应力度、桁架高跨比等几种主要参数,进行结构体系布局研究,总结预应力体系选型关键参数的合理取值范围;对相同承载力控制指标下预应力体系与非预应力体系进行了静力分析及静力弹塑性全过程分析,确认了预应力体系的有效性;应用单元生死法对结构预应力施工进行全过程模拟计算,分析了不同支撑安装方式对结构最终力学性能的影响,确定了合理的施工方案;同时进行了折线形转换节点的预应力损失分析及摩阻试验,通过对比位移、索力等关键参数的施工监测数据与理论计算值,验证了结构设计的安全性。