索穹顶结构设计与施工研究现状

随着社会经济的快速发展,膜结构得到了创造性的发展,已成为现代建筑中充满活力的新型大跨度空间结构体系。索穹顶结构是近年来发展的一种轻柔高效的结构体系,属于张拉整体结构。本文就索穹顶结构设计方案与施工方法进行总结并对其存在的问题进行讨论,并对索穹顶结构发展进行展望。     

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     

佛山(国际)家居博览城悬索屋盖同步提升工艺

针对佛山(国际)家居博览城的双层悬索屋盖大跨度、提升高度大等特点,介绍了结构相关技术问题的处理措施。双层悬索结构的上下索曲率相反,对索施加预应力以承受外荷载产生自平衡。采用同步提升控制系统,计算机智能监控,解决了悬索屋盖的同步提升难题。施工前进行结构施工仿真计算,优化了施工方案,确保施工方案与结构设计相吻合。     

朱忠义：刚柔相济，打造安全高效的建筑“骨架”

<正>记者：2020年12月，卢塞尔体育场登上卡塔尔中央银行新发行的面额10里亚尔纸币。2022年12月18日，卡塔尔世界杯决赛在主体育场卢塞尔体育场举行，阿根廷总比分7-5战胜法国，夺得冠军。卢塞尔体育场也随之出圈。作为该体育场大跨度结构设计团队的负责人，请问其设计最大的亮点是什么？朱忠义：北京建院承担了卢塞尔体育场钢结构和屋顶大跨度索膜结构设计，这是中国企业首次担纲世界杯场馆的结构设计。索膜结构是其最大亮点。奥运会和世界杯不仅是体育健儿的盛会，也是展示体育建筑技术发展的舞台。预应力索结构是一种柔性的空间结构体系，由于跨度大、空间结构轻巧、强度高、自重轻、造型新颖等优点，     

大跨度单层索网索膜结构施工技术研究与应用

苏州工业园区体育中心体育场工程采用国内最大跨度轮辐式单层索网索膜加压环梁加V形柱的结构形式,施工过程中可供参照的相关经验不多。结合施工实际,通过对体育场屋盖大跨度单层索网索膜结构的V形柱柱脚、屋面大型钢结构、体育场索结构、膜结构及屋盖钢结构健康监测等内容的施工技术研究,保证了工程的顺利施工,为类似工程提供了借鉴。     

大跨度空间钢结构的发展与现代施工技术应用分析

随着建筑需求的不断提升,建筑空间结构的结构体系逐步由小及大,大跨度钢结构技术应运而生。大跨度空间结构组成形成分为两类,空间网格结构和张力结构。结合信息网络技术的发展,大跨度空间钢结构承载力及结构体系强度等逐步发展,形成了以有限元分析法为主的空间施工模拟分析。结合大跨度空间钢结构施工方法发展的现状,以实际的工程案例为基础,对高空散装法、整体吊装法等进行介绍;针对性的分析了空间钢结构在施工技术中的力学应用原理,并以加蓬体育场为例,对大跨度钢结构施工过程中的受力分析进行了模拟分析,以期能够给大跨度钢结构的设计和施工作业提供一定的理论参考。     

大跨铝合金结构设计技术研究与工程实践

首先总结了铝合金结构的特点与发展情况，分析了大跨铝合金结构在国内外的工程应用及设计技术特点。结果显示在国内已形成一整套完善的大跨度铝合金结构设计理论、设计方法、加工制作及施工安装技术，某些设计技术已领先。进一步从铝合金材料、结构体系、构件截面形式、连接节点等分析了技术发展创新的重点和难点，给出了上海辰山植物园和上海世博温室两个铝合金结构的典型示范案例，阐述了解决大跨度铝合金结构支座温度应力等关键问题的思路和方法，在设计技术的开发创新及应用方面起到一定的示范作用。     

广州海心沙体育场大跨度悬挑钢顶篷斜拉索施工技术

对珠江新城海心沙体育场大跨度悬挑钢顶篷斜拉索进行施工模拟、施工技术介绍和施工监测。采用有限元软件SAP2000对钢顶篷斜拉索施工过程进行模拟分析;施工模拟结果指导斜拉索施工及其预应力的张拉过程;斜拉索施工监测以监测钢顶篷构件的应力、索力和结构的位移为主,监测结果表明钢顶篷结构是安全的;模拟分析理论值与实测数据吻合较好,表明钢顶篷结构预应力施工过程的有限元模拟分析计算模型和方法的正确性。     

大跨度空间结构的工程实践与学科发展

本文系统总结了近年来我国空间结构的工程实践与学科发展的进展、趋势及新的科学问题,主要内容包括：空间结构形体的优化、深化、改进与创新;空间结构节点的破坏机理、弹塑性分析与极限承载力;空间结构向超大跨度结构发展;从较重的屋盖结构体系向轻型的屋盖结构体系发展,从刚性结构体系向柔性结构体系发展;索穹顶结构的研究与开发;大型空间结构施工全过程模拟与施工方法创新;从固定屋盖结构向可开启结构发展;空间结构从单一的设计技术向制造信息化集成技术发展;空间结构理论研究发展;空间结构的健康监测和加固技术开发应用.最后提出了为进一步促进我国大跨度空间结构的应用发展而应当研究、深化和开发的学科课题.     

援柬埔寨国家体育场屋盖斜拉索桁结构施工技术

援柬埔寨国家体育场屋盖采用斜拉索桁结构,针对全柔性鱼腹式索桁架与斜拉索相结合的技术特点,采用低空胎架拼装、斜拉索整体提升、下径向索分步张拉的施工技术.通过采用分段螺杆式节点,有效承受了环索节点处的不平衡力.对施工过程监测方法与监测内容进行研究,保障拉索施工阶段结构安全与质量.     

新型装配式混凝土建筑结构体系、设计方法与自主BIM应用技术

针对目前装配式建筑存在的问题,本项目从结构体系、设计方法、标准规范、BIM应用技术四个层面进行全面系统的研究和创新,提出了多套新型装配式混凝土结构体系,建立了相应的设计方法,突破等同现浇原则限制,促进装配式混凝土结构设计理论的发展;构建了装配式混凝土结构标准体系,突破制约装配式混凝土结构发展的标准化瓶颈;研发我国自主的BIM全流程集成应用系统,解决了装配式建筑全产业链BIM应用技术国产化的“卡脖子”难题。研究成果提升了我国装配式混凝土结构的技术水平,促进装配式混凝土建筑广泛应用。     

徐州市奥体中心体育场索承网格结构的施工技术

结合徐州市奥体中心体育场预应力钢结构工程,介绍了环向悬臂索承网格这种新型结构肜式的施工技术。主要内容包括环向悬臂索承网格的构造形式、钢结构安装方法、临时支撑胎架的设计、预应力钢批索的施工顺序和施工监测结果等。     

屋盖预应力索节点深化设计

大跨度张弦拱壳结构是一种新型的大跨度自平衡空间结构体系,其结构由钢拱壳和钢索组成,钢拱壳结构与钢索通过索夹节点由受拉的撑杆连接,索节点的结构设计是张弦拱壳结构设计的重要组成部分,其设计的合理性是发挥整个张弦拱壳功能的关键.索节点主要包括锚固和索夹节点,深化设计过程中索节点需传力路线明确、结构安全、便于制作和安装,设计过程须与施工方式结合,其结构形式直接关系到施工的可行性和难易程度.     

大跨度非封闭索桁架结构施工技术

乐清市体育中心体育场采用了大跨度空间预应力结构体系,屋面为非封闭索桁架结构系统,外环钢结构为倾斜钢管混凝土锥面网格结构。通过大量的仿真分析和方案的论证,施工采用外环钢结构无支撑式安装、混凝土在钢结构合龙后浇筑、索系低空无应力组装、整体提升上径向索和同步分级张拉下径向索的施工工艺。通过科学合理的施工组织设计,整个施工方案的实施收到了良好的效果,解决了施工中的重点、难点问题。     

Levy体系索穹顶结构的静力性能分析

索穹顶结构是由索、杆及膜组成的新型预应力结构,应用在大跨度空间结构领域。利用大型有限元分析软件(Ansys),分析了结构参数(如环数、每环节点数、矢跨比等)的影响,对60m跨度Levy体系索穹顶结构的静力性能进行了研究。给出了一些合理的结构设计参数取值建议,为Levy体系索穹顶结构的设计以及工程实践提供参考。     

宝安体育场结构设计关键问题研究

贯穿深圳宝安体育场整个结构设计流程,对各阶段遇到的主要问题进行研究。初步设计阶段,从建筑外观、体育场功能、结构特性和施工难易程度等角度比选3种方案。方案验证阶段,结合理论分析与宝安体育场1∶10模型试验,研究结构的静力性能和动力特性。深化设计阶段,通过介绍若干典型节点的细部构造,推广总结索膜节点的设计原则。研究结果表明：对宝安体育场而言,内外环均呈圆形且索膜形状一致的结构体型最优;A形柱可为整体结构提供有效侧向刚度,且沿索桁架方向对外环约束很小,是理想的外环支承;索桁架对外环施加集中力的同时对其提供侧向支承,因此外环一阶屈曲模态表现为以索桁架为侧向支点的失稳。     

计算机自动控制整体提升系统在宝安体育场轮辐式索—桁屋盖整体张拉工程中的应用

液压整体提升技术是近年来逐步发展起来的新兴技术,主要用于超大型构件的大跨度、超高空整体提升和滑移工程。深圳宝安体育场为目前国内最大的轮辐式索—桁结构,施工的关键是径向索的整体张拉。由于钢索数量多,荷载大,工期紧,因此施工难度非常大。为了保证张拉方案的顺利实施,本工程采用计算机自动控制整体提升系统对36根径向索进行整体同步张拉施工,保证了张拉的同步性,且大大提高了张拉施工速度,减少人工的投入及风险。     

大跨度型钢悬挑脚手架在幕墙外伸结构安装中的探索与应用

悬挑脚手架是高层建筑常见的外立面施工操作防护设施,在结构施工和幕墙安装过程中发挥着巨大作用。悬挑体系自身简洁高效,结构清晰,总成本较其他体系较低,有效解决了临空作业难题。超大跨悬挑体系实用案例较少,结合特殊构造悬挑脚手架实际案例,从方案选型、技术要点、安装要点、脚手架搭设及拆除、变形监测等环节,详细阐述如何实现“大跨度悬挑脚手架”。     

超高层大跨度钢结构连廊整体提升施工技术分析

目前超高层建筑向功能多样化、结构复杂化逐步发展,越来越多超高层建筑需以巨型框架+核心筒+钢连廊等的抗侧力结构体系来满足结构设计要求,随着科学技术的高速发展,大跨度钢结构工程的安装施工已经不再是难题,本文论述狭小场地大跨度钢结构整体吊装施工技术分析。     

大跨度多曲面异形张弦梁钢结构施工技术的应用

为解决大跨度多曲面异形张弦梁钢结构施工中存在的难题，通过有限元分析软件对结构进行整体建模和找形分析，对张拉过程进行模拟，并确定每个索构件的下料长度，同时确定最合理的预应力张拉顺序施工方案。在完成BIM+全站仪定位放线、双拼式标准节支撑架搭设、大跨度张弦梁分段空中拼装等施工后，通过分组分级对称同步张拉等工艺进行张弦梁预应力拉索的施工，同时在整个施工过程中对整个结构主要受力构件进行全程实时应力应变监测，保证了预应力加载过程中的结构安全性，最终实现大跨度多曲面异形张弦梁钢结构屋盖的顺利施工。