单层双向正交索网结构索长误差敏感性分析及控制限值研究

单层双向正交索网结构是由两个方向正交拉索组合而成的索网体系.结构施工偏差和构件加工误差引起的索长误差会改变结构的形状从而改变索力,因此索网结构施工控制,首先应将索长误差控制在一个可接受的范围内,使之对结构响应的影响最小.以国家速滑馆大跨度单层双向正交索网结构为工程背景,研究了由于拉索索长误差引起结构成形态的索力与理论值偏差问题,使用有限元软件MIDAS Gen研究了单根拉索的误差敏感性.研究了单根拉索在不同误差取值下索力的变化规律和同时存在的多根拉索误差对索力的影响,并根据统计学原理制定了拉索的误差控制限值,最后通过现场实测数据验证了该限值的正确性.     

某体育中心体育馆预应力施工技术

[摘要]绍兴县体育中心体育馆的上部屋盖采用弦支穹顶结构,其中包含18榀径向拉索和4圈环向拉索,在张拉环向索时,需要解决相邻张拉点之间力的传递问题,即需要将预应力在同一根环索的各个球形节点之间得到均匀建立,通过对施工全过程进行分析,对钢结构屋盖关键部位和拉索施工关键技术进行施工过程仿真分析计算,确定关键部位的安装和张拉程序,确定张拉方式和分级原则,并对关键部位的索力和位移进行施工过程的监控,并将实测结果同计算结果进行了对比,证明了该施工技术的有效性、合理性。     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60 m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1：10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现：结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10 Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。     

新型钢结构节点抗震性能有限元分析比较

在地震力的作用下 ,钢结构框架的梁柱节点发生脆性破坏的原因 ,一方面是由于节点设计不够合理 ,另一方面则是由于施工过程中遗留在节点内的一些缺陷所造成的。以弹塑性断裂力学为理论基础 ,用三维有限元的方法 ,对4种含有“人工裂纹”的节点进行了分析比较。计算了这些节点在不同荷载水平下的J积分 ,比较了各种改进方法对提高节点力学性能的作用     

大跨度非对称马鞍形索网结构关键施工技术研究与应用

大跨度非对称马鞍形索网结构作为空间结构的新型结构形式,具有造型新颖、跨度大及用钢量省等特点,主要用作大型公建或体育场馆屋盖等。本文以盘锦体育场屋盖工程为载体,针对大跨度非对称马鞍形索网结构的结构特点,进行了大量仿真计算与方案比选,提出了"地面组装、同步提升、整体张拉成形"的施工方法。并在1∶10的结构模型上进行了张拉成形试验,验证了仿真计算的正确性和施工方法的可行性;对该施工方法的全过程施工仿真计算分析、拉索下料、同步提升技术、整体张拉成形技术、施工监控技术等5项关键技术进行了比较深入研究。该研究成果成功应用于盘锦体育场屋盖、佛山家具城屋盖和徐州体育场屋盖空间索结构施工,取得了良好的效果,可为该类结构的张拉成形提供有益的借鉴     

大跨度体内预应力张弦梁结构的施工技术

根据体外预应力钢拉索技术应用的局限性,提出了用预应力钢绞线代替拉索的新方法,并首次应用于中国国际展览中心新展馆工程大跨度预应力张弦梁钢结构中.从设计和施工两个方面介绍了该预应力技术的节点构造、防腐处理以及张拉过程等,并结合施工仿真计算和现场监测结果,论证了此项技术的可行性和合理性,仿真计算结果可直接决定施工方法和施工技术的选用.     

单层单向索网幕墙受力性能及索截面估算公式

分析了单层单向索网幕墙的受力性能,并给出了最优索截面和初应变的计算公式。考虑了温度荷载和边界刚度对索截面和初应变的影响,得出了不锈钢索和高钒索的索截面快速估算公式,给出了常规索网的初应变合理取值范围,大大减少了有限元软件计算中的试算工作量。     

张家口通泰大桥临时支撑塔架设计

通泰大桥是国内首座亚洲跨度最大的斜交曲梁下承式钢结构吊索拱桥.以张家口清水河通泰大桥为背景,分析探讨了一种适合于此种特殊结构大截面钢拱高空拼装的临时支撑塔架的设计.根据该设计重点介绍了塔架内力分析、节点设计、地锚设计以及塔架体系施工过程中应力监测的相关结果.实践证明,工程中设计的临时支撑塔架无论在安全适用还是在工效保证等方面都能够较好地满足施工要求.     

海口体育场钢结构屋盖节点力学性能研究

海口五源河体育场屋盖为非闭合辐射状月牙形索桁架结构,环索节点采用焊接与铸钢相结合的节点形式,节点构造和受力情况较为复杂.为验证环索节点的受力性能、安全性能及焊缝的可靠性,进行了足尺模型试验研究,并通过有限元分析进行验证.设计了合理可靠的加载反力架,按照径向索破断荷载计算试验最大加载力,完成了一个环索节点足尺力学性能试验的研究.试验结果表明:节点测点应力均随荷载的增大而增大,高应力区主要集中在节点中间板的过渡区;节点在高于设计荷载2倍以上的荷载下仍处于弹性状态,有着良好的受力性能;焊缝质量安全可靠,满足承载力要求.对试验结果与有限元数值模拟进行对比分析,两者结果吻合较好.所得结论对类似工程节点设计提供一定的参考.     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1:10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现:结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。