张弦网壳结构索张拉模拟计算及试验研究

施工张拉控制是张弦网壳结构的关键技术之一,提出采用控制索原长的反分析方法追踪结构施工整个过程。首先,通过控制索在预应力状态下的张拉力求出零状态和索原长,并同时获得预应力态下所有单元的内力。在此基础上,通过控制每一级张拉索的原长,进行非线性有限元迭代计算,可求出索在分级分批施工时的控制力,并用VC＋＋6.0编制相应的计算...     

高大跨度预应力混凝土结构张拉控制方法

本文通过实践广州万达文化旅游城六星级酒店宴会厅屋面梁工程项目,总结了有粘结预应力混凝土结构张拉施工要求及程序,张拉控制力计算方法即:张拉控制力设计要求、张拉伸长值的计算、张拉实际伸长值的量测及计算;提高了工程质量,为公司后续工程项目积累了宝贵经验。     

某拱形张弦梁采光顶的施工

根据某拱形张弦梁采光顶的施工经验,文章首先对测量放线、张弦梁几何形状控制、预应力张拉、空间结构成形进行了介绍,其后重点对拱形张弦梁采光顶的施工进行分析讨论,工程施工后达到了预期要求,可供参考。     

铰接杆系结构分批张拉的预应力形成

杆系结构后张预应力的形成,由于施工等因素有时需要采用分批张拉索来完成。本采用悬链线索元、空间杆元模型和同何非线性有限元理论,利用索原长变化量和索张力一一对应的关系,进行了分批张拉预应力的分析。简单算例表明以原长变化量为控制条件,结构能有、快速地张拉到设计预应力状态。     

浅谈后张法预应力施工技术及质量控制

通过对重庆—长沙高速公路井岗河特大桥T梁预应力施工研究,探讨了后张法预应力施工相关技术及质量控制,指出在后张法预应力施工过程中,确定预应力筋的强拉控制应力是施工的关键,预应力筋张拉时采用张拉应力和伸长量双控能有效控制T梁的张拉质量。     

昆明新机场航站楼无黏结预应力结构设计与张拉

昆明新机场航站楼部分梁采用双向无黏结预应力技术.通过精确的温度应力计算,指出无黏结预应力梁配筋原则,以及主梁、次梁、楼板的预应力配筋方案.施工中重点控制预应力筋张拉顺序,即先张拉楼板预应力筋,后张拉楼面梁预应力筋,由中间向外基本保持对称张拉的顺序,最大程度避免预应力损失.张拉过程中通过张拉力和伸长值的双指标控制,有效控制了超长混凝土结构的裂缝.重点介绍了张拉伸长值的计算及测量.     

预应力混凝土后张T梁张拉体系质量控制

通过对混凝土后张T梁的孔道成型,预应力锚固体系,预应力张拉及孔道压浆程序的控制,提出了一些张拉质量控制的措施,指出应通过不断摸索,不断改进施工过程中的薄弱环节,才能使预应力张拉施工质量得到有效控制.     

大跨度张弦梁新型结构施工技术

武广客运专线长沙南站站房部分屋盖结构体系采用了张弦梁新型结构,跨度45.4m,单榀重量45t。施工中采用了＂地面整体拼装、预应力张拉、双机抬吊＂的施工方案。同时利用非线性有限元法分析,采用逆迭代法,确定张弦梁的零状态即放样状态。通过对拉索施张过程的监控,保证了张弦梁初始态的几何尺寸。通过施工仿真计算,确保了张弦梁在拼装、张拉和吊装过程中的安全与精度。最后选用双机抬吊,快速、有效、精确的完成了张弦梁的安装。     

某会议中心交叉预应力梁施工控制技术

四川国际网球中心会议中心某会议室同时采用大跨度和悬挑预应力结构,形成交叉预应力梁结构.其中悬挑预应力梁采用一端锚固、一端张拉的施工工艺,大跨度预应力梁采用两端张拉的方式.结合交叉预应力梁的特点及难点,重点介绍了波纹管埋设及预应力张拉技术,同时给出张拉控制应力及张拉伸长值计算公式,指出实际伸长值与计算伸长值偏差应控制在±6%.另外指出施工张拉完成拆除支撑系统后,需要对交叉预应力梁进行变形观测以确保整体质量.     

预应力空间结构基于索力-位移观测值的预应力施工方案决策

针对预应力空间结构设计要求为目标位移的情况,研究结构实际状态与理论分析模型存在较大差异时预应力施工方案的决策分析方法。以索力、位移递推公式为基础,建立了仿真预应力施工过程的递推系统,该系统包含四类参数:结构初始状态、张拉力方案、索力与位移影响矩阵、张拉完成后的结构状态。利用施工过程中的索力-位移观测数据可计算出系统状态参数影响矩阵,然后基于递推系统的并行计算,提出了基于索力-位移观测值的预应力施工方案决策方法。利用矩阵分析软件MATLAB,编制了递推系统及决策方法的实现程序,并结合有限元分析软件ANSYS对工程算例进行了模拟分析。结果表明:利用本文方法可求得下一次循环补拉完成时达到设计要求位移状态的张拉控制力方案,从而保证预应力施工达到设计要求。     

位移控制预应力影响矩阵在弦支穹顶找力分析中的研究与应用

弦支穹顶结构由上弦网壳、下弦拉索和撑杆组成,拉索预应力对结构内力和初始形态影响较大,合理确定预应力大小是弦支穹顶结构设计的关键。为此,根据线性叠加原理,将结构受力分解为外荷载作用与拉索预应力作用的线性叠加,提出了基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法。该方法通过依次计算单根环向拉索单位初应变下控制点位移值,形成位移控制预应力影响矩阵,计算竖向荷载下控制点位移值,建立相应的控制方程,求解控制方程得到各圈环向索对应的初始应变。弦支穹顶结构在所得初应变和外荷载下的索力就是在该荷载下的预应力值。结合某工程的深化设计,利用基于初应变和位移控制的预应力影响矩阵法对该工程实例进行了分析计算。结果表明,利用该方法计算出的初应变,可以保证竖向荷载下控制点的位移值小于2 mm,该计算方法物理意义较明确,计算较简便,准确度较高,可为类似工程的找力分析提供参考。     

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。     

预应力索梁结构施工过程力学性能分析

基于能量原理对预应力索梁结构施工过程进行分析,研究其施工方案,同时结合SAP 2000有限元程序对某已建大跨预应力索梁屋盖施工过程的受力性能进行模拟,并将其模拟分析结果与整体设计计算结果对比,得出:施工过程中合理地控制索结构预拉力,保证拱梁、索准确就位是预应力索梁结构进入安全工作状态的前提;模拟分析结果与整体计算结果吻合较好。因此,该分析方法可以对预应力索梁结构施工过程的荷载效应进行准确预测和控制,为安全准确施工提供保证,同时为预应力索梁结构初期设计提供参考。     

Stability analysis of prestressed space truss structures based on the imperfect truss element

Prestressed space truss structures have been widely used in various public buildings in recent years. However, because of its large span, the length of its members also increases. Therefore the member initial curvature will probably affect the stability of the structure. This paper focuses on the truss element with initial geometrical imperfection under high axial load. The relation between axial force and deformation, the expression of axial tangent stiffness, and the concept of initial curvature coefficient for truss element are established. With the example of prestressed cable-stayed arch-truss structure, the influence of member initial curvature on nonlinear stability performance of the structure under various prestress values is studied. The result indicates that member initial curvature has little influence on global stiffness of the structure before buckling, but has great influence on the performance of the structure after buckling and on limit load of the structure. Under different prestress values, the limit load-member initial curvature curves are parallel and almost linear. The proposed method in this paper can be widely applied into nonlinear stability analysis of various prestressed space truss structures with large span, so that the influence of member initial curvature on structural stability can be estimated.     

索穹顶结构张拉找形与承载全过程仿真分析

索穹顶结构的预应力张拉过程是几何体系由机构变成结构的过程。首先,从预应力施工张拉方式实现既定结构成形态、确定结构成形态满足正常使用和安全要求、优化预应力度选定合理结构成形态三个方面,应用重启动计算分析方法,对索穹顶结构进行预应力张拉找形及承载全过程仿真分析。分析表明,采用不同的预应力张拉方式可以达到相同的既定成形态,这为制定预应力张拉施工方案创造了灵活的技术空间。其次,通过对索穹顶结构在不同预应力度下承载全过程仿真分析,得出工程采用的预应力度是安全合理的,并提出结构设计各阶段体系弹塑性性能指标。最后,针对不同跨度索穹顶结构,通过确定结构初始几何形态的初始预应力度P0,以P0为基本模数分析不同预应力度下结构的弹塑性性能,得出索穹顶结构初始预应力为（7.5～10）P0的设计方法。以上研究方法和结论在我国大陆地区首座大跨度索穹顶结构工程--内蒙古伊旗全民健身体育中心工程中实现应用。     

张弦桁架结构的索力张拉调整及试验

由于各种施工条件的限制,预应力空间钢结构的索力张拉和调整一般都是分批分阶段进行的,但后一批索的张拉会影响前一批已张拉索的内力值,故索力张拉和调整模拟的关键问题是求出每阶段每批次的控制索力.根据索力张拉和调整均为从一个初始状态转变到一个目标状态的原理,将索力的张拉和调整统一为一个问题,即从结构索力张拉调整的初始状态和目标状态的索应变值人手来求解各阶段各批次的控制索力.最后,通过一张弦桁架结构的索力张拉调整试验及模拟分析,表明该方法是可行有效的.     

基于动刚度法的复杂索缆体系的动态分析方法

索缆结构是一种重要的结构承载系统。随着现代工程结构跨度和高度的增加，土木工程中使用的索缆长度也在增加，其结构形式也越来越复杂。在这种情况下，索缆结构的动态分析已成为结构设计、使用性能监测和维护以及振动控制的关键。现有的索缆动态分析理论只能考虑部分设计参数的影响，或仅适用于结构形式相对简单的索缆系统，而对于复杂索缆结构的精确动态分析，难以兼顾分析效率和精度，因而不太适用。本文在动态刚度法（DSM）的基础上，建立了一套复杂索缆系统的精确动态分析方法；以裸索系统、复合索缆系统和带侧向支撑的多段索缆系统为代表，说明了该方法的有效性和适用性。主要的贡献和成果如下： 提出了考虑弯曲刚度、内部阻尼和电缆附加力的小下垂索缆频率方程的精确解；给出了带双护套防腐系统的拉索的动态模型和解法，探讨了填充材料对系统阻尼和频率的影响；基于DSM建立了多段索缆系统的动态模型，并提出了相应的动态解法方案。据此，分析了某悬索桥主缆的动态特性。理论分析结果与实测值和有限元求解结果有很好的一致性，这表明所提出的方法的准确性。本文提出的索缆动态分析方法具有较高的计算精度，且易于实现，可为工程中索缆及索结构的初步设计和健康监测提供理论依据。     

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。     

预应力索拱结构施工技术与试验研究

海关总署西配楼为5层混凝土框架结构,因建筑功能改变,需在原结构顶部新增一层。新增拱形屋顶结构形式为预应力索拱结构。首先简要介绍了预应力索拱结构,然后使用施工仿真计算方法对结构不同施工阶段进行模拟,对不同荷载工况下结构变形及应力进行了分析,校核了钢结构及预应力钢索选型,确定了施工时预应力钢索初始预拉应力。为对该结构形式进一步研究,选取了一榀预应力索拱结构进行了1∶1模型试验,模拟预应力钢索张拉过程。另外,介绍了预应力索拱结构的施工技术,包括钢索张拉技术、应力监控技术等,并提供了部分张拉转换件做法,可供类似工程参考。