中国石油大厦单层平面索网结构设计分析

单层索网是点支幕墙中的一种新型支承结构体系,因其具有通透性好,轻盈美观和施工灵活等特点得到广泛应用。索网结构中索的初始预应力对结构的刚度影响很大,随着风载等作用下索网变形的发生,索网的刚度会随之变化,计算中需要考虑预应力、几何非线性以及边界条件的影响。中国石油大厦工程的中庭索网幕墙跨度为40.5m,高50.0m,其中东立面大厅入口处的雨篷悬挑长度达14m,依靠水平支承钢桁架、索网中的竖索和后排竖向平衡拉索实现其稳定。本工程单层索网结构因其跨度大、复杂程度高,给设计和施工带来较大困难。本文对该复杂柔性支承结构体的设计及施工进行了详细介绍,内容涉及荷载计算工况、承载能力、变形能力、施工张拉过程模拟计算等。     

江宁国家电网玻璃幕墙拉索结构设计与优化

南京江宁国家电网玻璃幕墙采用单层平面索网索结构,拉索为不锈钢材质,与常规玻璃幕墙相比,其具有索网面积大、变形控制难的特点.原索网结构由于不锈钢拉索应力松弛大、拉索高空张拉技术难等缺点,故需对其优化设计.通过调整索网结构布置、改变索材等,设计了几种优化方案并与原方案进行对比研究,包括索网结构内力和变形的对比分析,并考虑了结构局部变化对结构性能的影响.分析研究表明,索材替换对索网拉索的内力和变形影响不大,而索网支撑布置的变化对索网的结构性能影响较大.     

索网玻璃幕墙结构变形预调分析及施工安装顺序比较

索网体系在大尺度玻璃幕墙中有广泛应用。在索网玻璃幕墙结构中,玻璃及其连接件的自重会使索网中各节点产生一定的变形,进而影响后续玻璃安装和整体结构受力。本文假设索网玻璃幕墙满足小挠度变形,计算出索网在节点荷载作用下的竖向位移,进而得到索网玻璃幕墙结构变形预调值的大小。在变形预调的基础上,通过比较分析不同的玻璃施工安装顺序优选施工安装方案,为实际工程施工提供参考。     

索网幕墙在自重与静风耦合作用下的找形研究

基于连续化理论模型,建立了静风荷载与索网结构面外位移约束及索力共同作用的静力平衡微分方程,结合预应力竖索和横索结构的既有理论分析,采用伽辽金方法分析得出索网幕墙结构考虑玻璃自重与平均风荷载耦合作用下的位移变形解,确定索网幕墙结构的静力作用最大变形位置;通过算例分析研究自重因素对索网幕墙找形的影响。结果表明,索网幕墙结构在平均风荷载作用下变形最大位移随着玻璃自重的增大而增大,而变形最大位移所在位置随自重的增大逐渐下移。     

金成大厦采光顶平面索网支承结构设计

金成大厦屋顶中庭采光顶采用平面索网作为支承结构,国内尚未见类似工程报道。在进行索网结构设计分析时,需进行索体承载力及索网变形控制,同时还应避免负风压作用下索网出现上挠变形。文中还对采光顶施工提出了设计建议。     

中国航海博物馆曲面幕墙单层索网结构设计

中国航海博物馆单层曲面索网结构设计及分析难度大,利用ANSYS软件进行了索网网格优化、找形、复杂节点有限元分析、强度和防松弛验算、索网变形验算等工作,以实现索网造型和保证结构的安全.索端球铰装置的设计也可为同类项目提供参考.     

115m高单层索网幕墙设计及倒装法施工技术

中国五矿商务大厦工程A座设置跨度14.5m,高度115m的单层索网玻璃幕墙,在国内属首例竖向跨度超过100m的单层索网玻璃幕墙。采用了方案设计、理论分析、实际应用、现场监测的方式对超高单层索网幕墙结构应用的合理性进行论证。     

冬奥会速滑馆单元板块式屋面的工程应用

针对单层索网主体屋面结构的受力特征和变形特点,文章分析比较了单层索网主体屋面结构应用整体式混凝土屋面、压型金属板屋面、单元式屋面板块等三种类型屋面的优缺点。单元板块式屋面作为适应单层索网主体屋面结构的附属构件,有效的解决了两者之间的构件内力及变形相互影响问题,可资后续类似工程项目借鉴参考。     

某塔楼玻璃幕墙结构模型试验研究及有限元分析

合肥高速?滨湖时代广场C1#塔楼北立面在其高度为220m处设置有尺寸为27m×44m的单层平面索网幕墙,具有超高层、超大空间特征,风荷载作用时平面外变形较大,其安全问题显得尤为突出.为此,制作了缩尺比例为1:10的无玻璃和有玻璃两种模型,分别对两种模型进行了面外静力加载试验,分析了其在均布静力荷载作用下的平面外变形和拉索内力等静力性能.试验结果表明:有玻璃模型结构满足规范对单层平面索网幕墙风荷载作用下平面外变形要求,具有较高的安全性,玻璃对平面索网幕墙的刚度具有一定的贡献.最后,采用ANSYS有限元软件对试验过程进行模拟,并通过对比数值模拟结果和试验数据,验证了数值模型的正确性.     

国家速滑馆索网结构形态分析关键问题研究

系统梳理了2022年北京冬奥会国家速滑馆索网结构形态分析中的关键问题,包括位形优化、固定边界下的形态分析和考虑弹性边界的形态控制。位形优化部分,介绍了决定索网位形关键参数的选取策略。首先基于理论双曲抛物面方程建立索网位形的数学描述;然后证明了正交正放双曲抛物面索网每个网格的四个角点共面,该特性使屋面模块可以按照平面设计和加工,显著降低加工和安装难度,从工程实施角度提出了索网位形控制的需求。之后根据几何约束条件,提炼出决定索网位形的关键参数,并通过参数分析,综合考虑JGJ 257—2012《索结构技术规程》建议范围、环桁架受力、预应力水平、刚度与用索量等因素,分别选取承重索垂度和稳定索拱度为8.25 m和7 m,进而确定索网的目标位形。形态分析环节实现了固定边界条件下的索网形态控制。考虑边界形状、拓扑关系、预应力和屋顶重量分布等因素的共同影响,通过形态分析,使索网初始态位形相对理论抛物面最大偏差距离不超过5 mm,基本吻合双曲抛物面,同时索网水平投影为严格的正交正放网格,保证每个网格的四个角点共面。通过调节预应力水平,可以控制预应力在索包络力中所占比重和几何刚度在结构总刚度中所占比重,达到结构综合指标最优。考虑弹性边界的形态控制是索网形态分析的最终目标。首先分析了支承结构弹性变形对索网形态的影响,发现直接应用固定边界形态分析得到的索网初应变时,索网初始态位形最大偏差为502 mm,承重索和稳定索内力分别下降了11.1%和7.3%。然后通过环桁架预变形和修正索网初应变,使主受力体系初始态中的索网形态与固定边界结果一致,实现了弹性边界下的索网形态控制,同时还使环桁架和斜拉索到达预定形态。