预应力网壳-拉杆拱组合结构预应力全过程分析与监测

以长江防洪模型试验大厅为工程背景,介绍了一种新型大跨空间结构体系:预应力网壳-拉杆拱组合结构。结合该工程的结构特点,采用提出的"迭代求解法"确定了索的初始形变,并利用"顺序分析法"进行预应力施工全过程模拟得到各水平拉索和竖向吊杆的张拉控制力,最后将预应力施工的现场监测结果与理论分析结果进行对比,验证了理论分析的准确性。     

杂交空间结构的预应力全过程分析方法

杂交空间结构系由不同类型的单一结构形式组合而成的空间结构体系,预应力全过程分析是其关键和难点。结合几类典型的杂交空间结构工程实践,详细讨论了不同结构形式中采用的预应力模拟和全过程分析方法,提出了初始形变迭代分析法、初始形变顺序分析法、升温降温法、模拟千斤顶法、影响矩阵迭代法等预应力分析方法,完善了杂交空间结构的预应力分析理论,并通过对实际工程的分析验证了这些方法的准确性。     

预应力网壳-拉杆拱组合结构的预应力全过程分析方法

武汉长江防洪模型试验大厅采用的预应力网壳-拉杆拱组合结构是由网壳、拱、拉索和吊杆组成的大跨空间结构体系,预应力全过程分析是结构设计关键和难点。本文从索初始变形的角度出发,针对该类结构的特点,提出了“双重交叉迭代法”确定拉索和吊杆初始变形,索初始变形“顺序分析法”模拟分批张拉施工过程以及索张拉力“顺序分析逆迭代法”解决张拉力已知时的预应力施工过程模拟问题,并将这三种方法进行不同组合,解决各种情况下的多次、分批张拉施工过程分析的问题,由此确立了一套完整的适合该类结构的预应力全过程分析方法。最后通过对武汉长江防洪模型试验大厅结构的两种张拉施工方案的分析,验证了以上方法的正确性和有效性。     

长江防洪模型大厅结构设计与分析

长江防洪模型大厅干流大厅主体部分单跨90m,长450m,采用120m跨钢管提篮拱+吊杆+90m跨预应力网架杂交空间结构。通过采用提篮拱及其吊杆作为屋盖网架的中间支座,将网架单向90m跨受力变为双向90m×90m受力,充分发挥了网架空间受力的优势;并在网架下弦设置预应力拉索,提高了结构的空间刚度;这些措施使该工程取得了较好的经济效益和建筑效果。重点介绍了结构选型、布置及分析,以及拱基础和预应力钢结构节点及网架支座的设计。     

长江干流模型大厅预应力索网架设计

长江防洪模型长江干流大厅采用预应力拉索+网架+钢管拱的屋盖结构体系,这种空间结构形式目前在国内还是先例。对该结构的设计选型作了介绍,以期对工程设计有所参考。     

预应力网壳—拉杆拱组合结构的设计与分析

本文以武汉长江防洪模型试验大厅工程为背景,介绍了该工程的预应力网壳-拉杆拱组合结构的设计,并对分析中的难点：预应力全过程、节点和稳定分析进行了详细地讨论。本文提出的预应力分析方法、节点形式和构造具有重要参考价值。     

提篮拱/吊杆/拉索网架空间结构施工分析

长江/洞庭湖模型试验大厅采用了提篮拱、吊杆和拉索网架组合成的新颖空间结构,其网架拉索和拱吊杆的张拉施工复杂。作者以设计思路为基础,通过ANSYS有限元程序计算,分析了张拉互相影响,确定了张拉顺序、次数和张拉力,为施工提供了一个科学准确的理论依据和指导。     

弦支网架预应力张拉施工模拟分析

作为一种新型弦支结构体系,弦支网架由上部刚性网架和下部柔性索通过支杆相连而成。通过预应力张拉可将拉索预应力引入弦支网架中,从而改善结构受力性能,因此预应力张拉施工至关重要。以天津北塘文体中心弦支网架为研究对象,使用ANSYS有限元软件,采用单元生死技术和多时间步连续分析方法对弦支网架预应力张拉施工过程进行模拟,确定了施工过程中各拉索的张拉控制值,并分析了在施工过程中拉索内力、结构位移和杆件应力的变化规律,为该工程预应力张拉施工提供了依据。可为其它弦支网架工程的预应力张拉施工模拟提供参考。     

预应力网格结构体系的研究与应用前景

对平板网架与曲面网壳结构施加异钢种预应力，可使网络结构刚度更好，经济技术指标非常优良。本文通过国内外尚无先例的几个预应力网络结构工程实践和组合式预应力双曲扭网壳1/10缩尺模型试验分析与对比，证明预应力网络结构在21世纪空间结构领域内，将有十分美好的前景。     

现代大跨空间结构在中国的应用与发展

现代大跨空间结构大致是在二十世纪七、八十年代左右,基于采用轻质高强的膜材、钢索、钢棒,应用新技术而发展起来的轻盈、高效的结构体系,诸如气承式充气膜结构、索膜结构、索桁结构、张弦梁结构、弦支网壳结构、索穹顶结构、索穹顶—网壳组合结构、张弦气肋梁结构等.另一方面,对于二十世纪中叶获得大量应用的近代空间结构,如薄壳结构、网架结构、网壳结构、一般悬索结构等,通过采用多种结构形式和建筑材料的组合、预应力技术、结构概念和形体的创新,从而提出并得到工程实践应用的新颖空间结构体系也可认为是现代空间结构,诸如组合网架结构、空腹网架(壳)结构、多面体空间刚架结构、局部双层网壳结构、斜拉网架(壳)结构、树状结构、预应力装配弓式结构等.本文按空间结构单元组成分类为序,分别对现代刚性空间结构、现代柔性空间结构、现代刚柔性组合空间结构的特点及在中国的应用与发展作了综述.     

大跨度煤场封闭结构预应力体系研究

针对顶部曲线较平缓的大跨度拱形钢结构,通过设置可抵抗拱方向荷载的张弦索和可抵抗反拱方向风吸力的斜索,形成了预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系,同时改善了拱形结构体系在不同方向荷载作用下的受力性能。采用有限元分析与实际工程设计相结合方式,以西来峰煤化工分公司焦化厂二期储煤场封闭项目为例,对非预应力钢桁架结构体系、预应力张弦钢桁架结构体系、预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系方案进行了体系选型研究。对上述3种结构体系的支座反力、主拱桁架弦杆轴力、结构竖向变形等方面进行对比分析,证明了张弦索-斜索钢桁架结构体系的优越性,同时针对预应力张弦索-斜索钢桁架结构体系进行了布索方案分析,分析改变张弦索和斜索锚固端位置对结构弦杆受力及变形的影响,得出了张弦索布索范围覆盖拱架上弦受压区、锚固端位置接近拱架曲率最大处时,斜索上锚固端在拱架跨度的35%~40%位置时,对结构最有利;另外对张弦索、斜索的初拉力取值进行了方案比选,得到了拉索初拉力取值对结构杆件内力的影响规律,确定了张弦索、斜索初拉力取值均为1000kN较为合理。     

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。     

索杆梁结构体系初始状态与零状态的确定

索杆梁结构的典型代表之一是车辐式索桁结构,它主要由外压环、内拉环以及连接内外环的索桁结构组成.基于平衡矩阵理论,对索杆结构或索杆梁结构初始预应力态(施工完成时的预应力分布与结构位形)进行求解,在有限元软件中以索和杆的设计内力为目标,通过力的迭代和更新结构模型获得更准确的初始状态.该状态可考虑弹性变形和结构自重等荷载的影响,且其几何位形要满足设计要求,也是施工验收的重要依据.根据结构的初始状态及其计算模型,即可确定零状态梁的加工位形以及索和杆的下料长度.     

预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

本文主要阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。这些顶应力空间钢结构包括有预应力网络结构、斜拉网络结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。最后,本文展望了新世纪的预应力空间结构。     

预应力拉索网格结构的设计与研究

结合近年来多项预应力拉索网格结构工程的实践 ,以多个各具特色的预应力拉索网格结构工程———山西太旧高速公路标志建筑斜拉网壳和悬挂网架 ,广州越秀山体育场挑棚斜拉网架 ,苏州工业园区游泳馆预应力拉索网架 ,厦门海沧大桥收费站预应力拉索网架 ,嘉善体育馆预应力网架 ,浙江海洋学院体育馆斜拉网架为基础 ,阐述了预应力拉索网格结构在工程中应用的形式、设计思想、索张拉力与垂跨比的关系以及拉索作用方式和效果。     

拉索式预应力立体钢桁架优化方案比较

建立了拉索式空间预应力钢桁架优化分析的计算方法。利用该方法对不同的预应力立体钢桁架结构方案进行了优化分析 ,通过大量计算得到了相应结构的总用钢量、最大挠跨比与钢索预拉力、外荷载等因素的变化关系。并讨论了不同结构方案的优化结果与布索形式和高跨比 (桁架高度 )的关系 ,为拉索式预应力立体钢桁架结构方案的选取及设计提供了一定的参考依据     

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。     

拉索式空间预应力钢桁架优化分析与方案比较（之一）

基于本建立的拉索式空间预应力钢桁架优化分析的一般计算模型,对几种不同结构方案的预应力立体钢桁架进行了优化分析,得到了相应结构的整体刚度参数-最大挠跨比与钢索预拉力、钢索截面尺寸及总用钢量等参数的变化关系（用一组图表表示）,并讨论了不同结构方案的用钢量与高跨比（桁架高度）的关系,为拉索式预应力立体钢桁架结构方案的选取及设计提供了一定的参考依据。