谈索穹顶预应力施工质量控制

介绍了索穹顶深化设计方案,并对索穹顶预应力施工技术的特点和施工工艺流程进行了阐述,总结了施工监测内容,最后指出在展览中心的中心展厅采用索穹顶结构,质量满足规范要求,结构安全稳定,达到了设计要求。     

已建索柱网架结构稳定索变更加固方法

稳定索是索柱网架结构抵抗向上风作用和保持结构稳定的常设构件,且都施加预应力.若变更已建索柱网架结构稳定索的形状,必然引起网架结构内力较大变化,导致内力超限杆件较多.此时替换超限杆件施工难度极大,而拆除重建,其成本又太高.因此,需要一个合理的稳定索变更加固方法.文章利用ANSYS有限元程序,对某已建索柱网架结构稳定索变更后的受力性能进行了计算分析.结果表明,通过合理设计稳定索与网架的连接方式和施加的预应力,可使原索柱网架结构所有杆件在稳定索变更后依然满足其受力要求,从而大大地降低了其加固的难度、工作量和成本,可为类似工程问题加固提供参考.     

锦绣中华百艺广场大跨度挑棚结构设计研究

深圳锦绣中华百艺广场挑棚结构采用四边形空间钢管桁架和斜拉索组合的杂交结构,钢管桁架最大悬挑长度为32m。为了加强结构在风荷载作用下的整体稳定,通过反复调整承重索和稳定索的内力和桁架的截面,对结构进行了强度和刚度的优化设计。介绍了该结构的风洞试验结果,结构计算、设计及主要构造措施,并给出了在荷载作用下的结构反应和受力特点。     

苏州游泳馆马鞍形单层索网拉索施工工艺研究

苏州游泳馆是马鞍形单层正交索网结构,由V形钢立柱、马鞍形受压环梁、正交的承重索和稳定索以及刚性屋面与幕墙组成,屋盖投影为直径约106m的正圆。其承重索与稳定索均采用定长双索,拉索总数为62对,124根,2种拉索相交处共设置了777个索夹节点。由于其拉索数量大、索夹节点多,苏州游泳馆拉索施工摒弃了传统的满堂支架法与整体牵引提升法,创新性地采用了高空溜索组装法施工,通过溜索方式流水安装承重索和稳定索,拉索在高空成网,取得了一系列的社会经济效益,实现了科学施工、绿色施工的目标。     

适时考虑索找力的索膜结构找形方法

实际索膜工程的找形分析,不仅要得到稳定的结构形态,还要得到合适的索的预张力分布。基于非线性有限元找形理论,提出适时考虑索找力的索膜结构找形方法。首先根据是否考虑及何时考虑索找力,分3种情况对一个小品膜结构进行找形分析,发现只有适时考虑索找力的找形方法可以得到形态稳定、索张力分布合理的结构形态。然后采用新方法对大型索膜结构"佛山世纪莲花"体育场屋盖结构进行分析,发现新方法可以快速有效地对大型索膜工程进行找形和找力分析。     

预应力索结构中的索单元数值模型

本总结了目前在索系结构分析中的索单元有限元种类及其优缺点,指出了悬链线单元在精确分析索自重影响时的优越性。在预应力索结构中迭代求原长时,采用Ｒｉｄｄｅｒｓ改进弦割法的迭代计算技术,收敛快速且稳定,不同的算例表明,悬链线单元模型无认在小垂度大垂度索结构的静力动力动力分析中都具有很高精度,而且计算工作量大大减少。     

预应力双向网格单层网壳结构整体稳定性分析

预应力双向网格单层网壳结构是通过在双向网格单层网壳结构内置入预应力索单元而形成的杂交结构,它能显著提高单层网壳结构的整体稳定性能。本文设置了三种预应力索单元的配置模式,分析预应力索截面积和索内预应力值的大小对结构整体稳定性能的影响,并与对应单层网壳结构进行了比较,体现其稳定性能方面的的优越性。     

预应力张弦梁结构的施工技术创新

如皋市行政综合服务中心工程预应力张弦梁结构施工过程中,对张拉端采用插板式预埋件,承重索采用与撑杆销接或固定两种索夹结构,稳定索采用撑杆分段外加加强坏的套管结构.施工过程中加强控制,对索力与变形进行仿真模拟计算和监测,监测数据和理论计算结果相吻合.     

索撑网壳——一种新型空间结构形式

索撑网壳是一种新型的空间结构形式,主要应用于大跨度玻璃采光顶结构中.本文对一40m跨度的椭圆抛物面索撑网壳结构进行了稳定全过程分析,考察了荷载的不同分布形式、不同索预张力以及不同截面等因素对索撑网壳结构稳定承载力的影响.通过对计算结果的对比分析,初步了解了索撑网壳结构的基本力学性能,为进一步将索撑网壳结构推向工程实践奠定了基础.     

大连梭鱼湾足球场屋盖结构选型与张拉试验研究

以大连梭鱼湾足球场为背景，为选择经济、合理的屋盖结构形式，对双层正交轮辐式索结构方案、上层斜交轮辐式索结构方案和双层斜交轮辐式索结构方案进行了对比分析，结果表明，上层斜交轮辐式索结构体系具有较好的经济性和受力性能，可作为大连梭鱼湾足球场屋盖所采用的结构体系。为进一步研究上层斜交轮辐式索结构屋盖张拉施工方案的可行性，设计了缩尺比为1∶20的试验模型，并开展张拉试验，同时采用非线性有限单元法模拟了张拉全过程。结果表明：张拉试验能够准确模拟实际结构的张拉施工过程；张拉过程稳定可控，地面拼装、整体张拉提升的施工方案可行；试验采用的主动张拉索的牵引长度可供实际施工参考。     

柔性张拉构件补强下细长结构稳定性的基础性研究

为了分析膜、索等结构中柔性张拉构件在张力作用下对柱和拱的补强作用,基于静力平衡方程,在折线索上作用有集中荷载的情况下,提出虚拟弹簧刚度系数的概念并推导其计算式。在此基础上,分别得出一组和二组折线索 柱模型的屈曲控制方程,并采用非线性有限元分析进行对比。分析结果表明：有限元分析结果与理论分析结果吻合。补强效果中,折线索弹性刚度的贡献可以忽略,索张力起主要作用;随着折线索上荷载的增大,柱的屈曲荷载存在着先增后减的规律;折线索会起到类似铰接约束的作用,使得柱的屈曲模态发生迁移;与一组索补强效果相比,两组索补强下柱的屈曲荷载的最大值变化较小。最后,对曲线索 柱模型和曲线索 拱模型分别进行研究,分析结果表明,曲线索上集中荷载存在一个最优值,使得柱和拱的屈曲荷载取得最大值。     

不同束形配筋的预应力混凝土受扭梁的实验研究

根据预应力筋等效荷载的基本原理,提出一种折线螺旋束型的预应力混凝土受扭梁。对配有折线螺旋形预应力筋的混凝土受扭梁与通常配有纵向预应力筋的混凝土受扭梁进行了加载试验。结果表明,折线螺旋形预应力筋有效地推迟了预应力混凝土构件扭转裂缝的出现,提高了构件的开裂扭矩和极限扭矩,并保持一定的延性。     

台州大学风雨操场张拉膜屋盖设计与分析

以台州大学风雨操场为背景,介绍了该张拉膜结构屋盖的设计过程。针对其跨度大、支撑结构较柔的实际情况,提出采用面内稳定索辅助脊索、谷索共同承力的结构形式。结合风洞试验的数据结果,对三种找形方案在不同工况下的受力性能进行比较分析,结论可供同类工程参考。     

FRP索与钢索的求解计算和极限跨度

随着跨度的增大,自重对单索的影响就越明显,FRP(纤维增强复合材料）索的自重小,在大跨度结构中应用具有优势。单索的理论计算是索结构进行设计的基础。单索在自重作用下的求解,按照不同的假设,有弹性的悬链线解答、悬链线解答和抛物线解答。针对工程应用,以索端张拉轴力为已知量,推导了3种解答方法的求解方程,得到了关于张拉轴力的一元方程,方便了工程应用。另外,分别对斜拉索和水平索的悬链线解和抛物线解的精度进行了分析和比较,建议了2种近似求解方法的使用范围。根据求解结果,对FRP索和钢索的极限跨度进行了分析;结果表明FRP索有利于实现更大的跨度。FRP索的极限跨度可达钢索的4.4倍。     

岩质边坡动力稳定性分析的几个要点

 重点讨论动荷载作用下岩质边坡稳定性的3个基本问题：(1) 动荷载作用下裂隙岩体的力学特性;(2) 边坡动力响应及安全评价;(3) 边坡加固措施(主要指锚索)在动力荷载作用下的安全性问题。在总结多年来的工作经验与研究积累的基础上,探讨边坡动力稳定性评价方法,特别是对于在地震、爆破动荷载作用下,岩质高边坡稳定性的安全评价;总结提出岩体在动荷载作用下的强度特性与研究重点;系统分析岩质边坡的动力响应;提出从动安全系数走向、潜在滑动面的动态开裂和滑移及边坡关键点的质点振动速度3个方面来评价边坡动力稳定性的思路与方法;最后就如何评价边坡预应力锚索加固措施在动荷载作用下的安全性提出科学的设计原则与评价指标。     

基坑锚索预应力损失规律及分步张拉控制措施研究

针对基坑工程中锚索预应力损失的特殊性,采用现场试验的方法,对分级张拉直至破坏过程中锚索锚固体上剪应力的分布特征以及不同张拉荷载、循环加卸载下锚索预应力的损失规律进行了分析;结合工程实例建立数值模型,分析了锚索预应力在基坑分步开挖过程中的变化规律,并对一次张拉和分步张拉两种方案下支护桩的位移和弯矩变化进行了对比分析。结果表明:锚索锚固体前端的脱黏滑移是锚索初期张拉锁定损失的重要原因,张拉荷载越小、循环张拉次数越多,锚索的初期损失率越低;对于多排锚索支护桩,上排锚索预应力会因下排锚索施加而减小,而在整个开挖过程中,锚索预应力呈现波动增大的趋势;通过采取分步张拉控制措施,锚索预应力的张拉锁定及开挖损失均得以明显改善,支护桩在开挖过程中的受力和变形更趋合理,该控制措施可为类似基坑工程的施工提供借鉴。     

开口拱塔斜拉桥空间布置拉索优化设计

某跨高速公路斜拉桥主塔为空间弧形变截面结构,拉索采用带螺纹的套筒连接。为研究这种开口拱塔斜拉桥拉索的布置及设计,首先根据该桥的受力特点,选取索力、控制截面弯矩及塔顶横桥向位移为约束条件,以主梁、主塔的应变能最小为目标,建立二次规划模型;然后采用多约束条件下的最小能量法,在同样的目标下对不同布置形式的拉索进行成桥恒载索力优化;最后基于优化后的索力,对拉索的布置形式进行对比分析,选取优化后的布置形式进行了拉索的设计。分析结果表明:拉索不同布置形式下的塔顶横向位移相差不大;网状布置可以减小拉索的活载应力幅,节省材料用量;拉索设计需考虑螺纹连接处的应力集中现象。     

地震与锚固系统的抗震分析及各种类型锚索对动荷载反应

本文提出了两种锚圈系统抗震分析方法，介绍了不同类型锚索对动荷载的反应。笔者认为：重大岩土锚固工程或强震区岩土锚固工程，设计时必须考虑动荷载作用；从抗错动和避免产生较大的应力集中角度考虑问题，压力型锚索优越于拉力型锚索。     

考虑雷诺数效应的斜拉索气动力试验研究

由于大跨度斜拉桥斜拉索的风荷载在全桥风荷载中占很大比重,因此准确掌握斜拉索的风荷载对大桥的设计工作是十分重要的。通过风洞试验,测试斜拉索的阻力和升力,得到力系数随雷诺数的变化规律,证实在临界雷诺数区域有平均升力的产生,其最大升力系数远大于此雷诺数时对应的阻力系数,忽略升力的存在可能导致斜拉索风荷载的计算结果偏小;将阻力系数和升力系数合成为合力系数,并与规范值比较,发现只有当雷诺数超过一定数值之后,规范的算法才是安全的,雷诺数小于此值尤其是在临界雷诺数区域,合力系数比规范值超出较大。针对苏通长江公路大桥和南京长江第二大桥,利用试验结果和规范值,对斜拉索的风荷载分别进行计算分析,发现利用本文方法计算的合力并不随风速的增大单调增长,而是在一定的风速时取得极大值;利用静阵风风速计算风荷载,按桥规计算的结果在某些情况下偏小,建议规范适当考虑气动升力对斜拉索风荷载的贡献。     

预张力斜拉结构拉索卸除后结构分析的迭代法

斜拉结构中的拉索由于各种原因导致腐蚀,就不得不进行部分或全部斜拉索卸除更换。拉索中由于有预张力,卸除拉索,不仅结构的刚度发生了改变,而且等效节点荷载也发生了改变。本文提出拉索卸除后结构分析的迭代法,推导了迭代公式,讨论了收敛速度。本文方法是计算结构变更后的新结构,利用了结构刚度局部变化的特点,且整个迭代过程是在原结构刚度变化相关的节点自由度范围内进行的,因此计算量大大地减小。该法不仅适用于卸除一根索,也适用于同时卸除多根索。