用于点支承玻璃幕墙的单层平面索网结构设计

单层平面索网结构常用于点支承玻璃幕墙的支承结构。基于单索幕墙拉索的切线刚度的特点和有限元分析,对索的截面面积、预应力、温度变化及变形控制等因素对单层平面索网结构性能的影响进行探讨。     

单层索网支撑体系的有限元分析

文章简要概述了单层索网支撑体系的特性。根据索单元的有限元分析理论,采用ANSYS对单层索网体系进行分析,考察预应力对单层索网体系性能的影响。     

单层平面索网结构找形分析

由于横索悬垂、复杂边界和不对称张拉等因素影响,大尺度单层平面索网玻璃幕墙中出现玻璃安装困难和索力耦联等问题。提出了单层平面索网结构的找形问题,并分析了该问题的独有特点和解决的必要性。针对此类找形问题,文中对非线性有限元逆迭代法进行推广,提供了方便实用的解决方法。为了提高迭代的收敛速度,引进了找形差值修正比例因子矩阵,并给出了该矩阵元素的具体计算公式。算例证明,该方法精确实用,表明单层索网玻璃幕墙支承体系的找形分析非常必要,而且经找形后的索网索力分布更均匀,减少了两个方向索力的耦联,提高了索网结构的安全性和经济性。     

考虑损伤因素的单层平面索网静力试验研究

在单层平面索网玻璃幕墙建筑的使用过程中,单层平面索网作为支承结构,不可避免地会受到各种损伤。为了研究损伤因素对单层平面索网结构静力承载性能的影响,针对尺寸为4.85m×4.85m的4×4网格索网结构足尺试验模型,分别引入索与索之间连接节点失效、索预应力损失、索锚固端破坏这三种损伤因素,进行静力加载试验研究。试验结果表明:横索与竖索连接节点失效几乎不影响单层平面索网结构的承载性能;索预应力损失时,节点索网平面外位移变化率不超过15%;锚固端破坏对结构局部影响较大,节点平面外位移变化率介于18%～36%;损伤因素对节点平面外位移的影响大于索力;损伤的影响取决于损伤程度和损伤位置;相同损伤对结构的影响程度随荷载增加而减小。     

轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术研究

为研究适用于体育场建筑的大开口轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术，以乐山奥体中心体育场为研究对象，介绍了结构构形，分析了自重与预应力作用下结构的力学特点，提出了整体牵引提升、分批张拉锚固的总体成形方法，并采用非线性动力有限元分析方法，对比优选了径向索张拉的最后锚固批次和双层索网撑杆的安装时机，进行了全过程张拉成形分析。结果表明：混合索网结构与单层和双层索网结构受力特点存在较大差异，径向索索力最大值出现在单层索网区域两侧，索夹两侧环索索力最大差值出现在单双层交界处；为减小径向索张拉锚固力值和索夹两侧环索索力差值，确定径向索的分批张拉锚固顺序为上径向索、单径向索、下径向索，并确定在分批张拉锚固上径向索之后，张拉锚固单径向索之前安装撑杆；全过程张拉成形分析结果验证了成形方法的有效性和安全性，研究成果已成功应用于实际结构中。     

财富中心大堂单层索网的设计及预应力控制技术

单层索网幕墙具有通透的建筑效果,同时设计过程较为复杂,对周边支承结构也提出了较高的要求。结合财富中心单层索网幕墙结构设计,研究了具有较柔边框的双向受力索网幕墙体系的设计和倒拆法施工方案。对结构模型的选取、荷载工况的组合和单层索网的预应力张拉设计进行了深入研究。预应力施工张拉方案分别按索内力设计值的50%,80%,100%进行,设计方法是方便有效的。     

国家速滑馆大跨度马鞍形单层正交索网整体提升张拉施工关键技术

国家速滑馆工程大跨度马鞍形单层正交索网,是目前世界上类似结构中跨度和规模最大的索网结构,其拉索数量多、内力大,均采用双索设计,且拉索提升张拉过程中支座水平可滑动,索网提升、张拉施工难度大.针对这一技术难题,本文提出了"定长拉索地面编网、承重索整体提升、稳定索张拉成形"的总体施工方案和定长索安装理念,通过全过程施工仿真分析进行索长设计和支座预偏值设计,开发出拉索两端可调的误差消纳措施并据实进行索长修正,最终研究总结出包括基于预应力态的定长索安装、地面编网和分阶段、分步骤、等位移整体提升张拉形成预应力态等技术的大跨度马鞍形单层正交索网结构整体提升张拉施工关键技术,并成功指导了国家速滑馆工程实践.     

浅谈游泳馆屋面单层索网结构安装监理——以苏州工业园区体育中心项目为例

苏州工业园区体育中心游泳馆屋面呈单层索网结构,采用空中溜索、空中组网的施工方法。介绍了钢结构游泳馆屋面单层索网的施工方案。阐述了承重索、水平安全网、猫道板和稳定索的安装过程及注意事项;针对承重索和猫道板摆动问题以及索网刚度不够问题,提出了合理化建议并加以实施,其效果满足施工要求。论述了质量控制和安全管理对索网安装工程的重要性。该方案在我国同类工程中属首次运用,达到了减少搭设组网操作架费用、施工中无安全事故发生等的预期目标。     

点支式玻璃建筑复杂单层索网体系的设计及预应力控制技术分析

预应力技术的引入使得帷幕结构朝着大尺度、轻型化和通透性发展 ,索网等柔性结构已逐渐成为玻璃帷幕结构的主要结构体系。结合晶艺公司对新保利大厦二期工程单层索网体系的设计方案 ,通过有限元程序对含主次索的复杂单层索网体系的试验模型进行分析 ,并对试验的预应力控制过程进行模拟 ,为实际工程施工提供参考。     

单层索网玻璃幕墙与主体结构地震响应的整体分析

点式玻璃幕墙单层索网柔性支承体系将晶莹通透的建筑玻璃和简洁细小的单层索网有机结合,成为建筑与结构设计融合经典.而当前关于单层索网点式玻璃幕墙抗震性能研究甚少,尤其是主体结构对其地震响应的影响.本文针对不同的主体结构和单层索网的耦合模型,对单独索网地震响应研究进行整体分析.分析结果表明:耦合模型的自振特性具有一定的独立局部自振特性;主体结构对单层索网的地震二次输入影响受主体结构和单层索网自振特性的影响,主要表现为二次输入频谱特性和输入幅值的不同;主体结构对单层索网的地震响应较大,可不同程度的放大或者减弱地震作用;主体结构对索网高阶振型具有激发效应.因而对现有规范玻璃幕墙设计不考虑主体结构的做法提出了挑战,为进一步研究主体结构对幕墙的影响提供参考.     

单向索的索端弹簧刚度和索截面估算方法

为了得到弹簧刚度和索截面面积的估算方法,针对含索端弹簧的单向单层索网幕墙的受力特点,引入两个假定,并利用结构力学原理,推导得到其工作状态下的内力、挠度的求解算式。结合索端弹簧刚度减小,会引起索中轴力减小和跨中挠度增大的特点,综合考虑相关规范的规定,推导得出3种不同情况下的索端弹簧刚度及索截面的快速计算式,并且总结了索端弹簧刚度、外荷载、索长对索截面、索初应变取值的影响规律。     

单层双向正交马鞍形索网结构施工仿真计算研究与应用

单层双向正交索网结构是由两个方向的正交拉索组合而成的索网体系,其成型过程与约束形式、成型方法等密切相关,需要通过大量仿真计算分析来确定成型方法.国家速滑馆屋盖是由单层双向正交马鞍形索网、环桁架及幕墙索组成的组合结构体系,结构跨度为124 m×198 m,是目前世界上最大跨度的单层双向正交索网结构.为了制定行之有效的施工方案,采用有限元软件MIDAS/Gen,对该索网结构的施工过程进行了详细的仿真计算分析,对多种成型方法进行了比选,并对不同的支座约束形式进行了计算分析,最终确定了"地面组装索网,承重索整体提升,稳定索同步张拉"的施工方法.对该施工成型方法进行了全过程仿真计算分析,成型过程中支座仅承受竖向力,配重挂完后,进行支座锁死.计算结果与实际监测结果的对比分析表明:采用该索网成型方法不仅可以保证结构成型状态满足图纸要求,而且可以确保施工过程的安全可靠.     

大跨度车辐式单-双层混合索膜结构施工模拟分析

介绍单一双层混合索网结构的安装方案、施工过程中的技术难点、拉索布置的主要安装步骤,采用确定索杆系静力平衡状态的非线性动力有限元法对结构进行模拟计算.计算结果表明,双层索网的上径向索锚接就位,此时上环索距离下环索的空间高度远不够安装撑杆,需吊机辅助提升上环索,保证撑杆安装空间;环索最大不平衡力均出现在单双层交界的环索索夹处,整个建模分析过程中结构体系始终处于弹性应力状态,外围结构安全.     

水平荷载作用下点支式玻璃建筑单层索网体系的变形性能分析

单层索网幕墙是一种新型的点支式柔性玻璃幕墙体系，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。但是在设计分析时需要考虑预应力和几何非线性大变形的影响，难度有所增加。参照北京新保利大厦二期工程单层索网玻璃幕墙，于清华大学结构工程实验室建立了1：10比例的试验模型。本文采用有限元分析软件ANSYS对含主次索的复杂单层索网模型在水平荷载作用下的变形性能进行分析，并比较预应力和玻璃刚度的影响。通过有限元分析结果和试验数据的对比，验证有限元计算方法和结果的可靠性，为实际工程设计提供依据。     

中关村文化商厦玻璃幕墙平面单层索网张拉与控制

中关村文化商厦采用平面单层索网结构,索网预应力的控制是玻璃幕墙施工的关键.运用ANSYS有限元分析软件,考虑玻璃幕墙的安装要求及索张拉对整个结构的影响,首先张拉竖向索,再安装索的卡具,最后张拉横向索.并详细阐述了竖向索通过位移控制、索测力仪校验以及横向索张拉过程通过千斤顶配套的油表读数控制、振弦法校验的施工方法,确保了玻璃幕墙施工的顺利进行和施工质量达到相应规范要求.     

乐山奥体中心体育场车辐式单、双层组合索网罩棚结构设计

针对乐山奥体中心体育场索膜罩棚西侧外高内低、东侧内高外低的不对称构形,提出并设计了一种车辐式单、双层组合索网结构,充分发挥单、双层索网各自特点,此类型组合索网结构系国内外首例.针对此类结构的找形方法、关键影响参数、力学特点、屋面排水组织、整体稳定性、抗倒塌性能、关键节点进行了研究.结果 表明:采用以力密度法为基础的"虚...     

单层柱面索拉网壳结构动力特性分析

柱面索拉网壳是一种新型的玻璃采光顶支撑结构。讨论这种结构的动力特性,比较单层柱面索拉网壳和单层柱面网壳的自振频率及其相应振型。通过计算,分析长跨比、矢跨比、索截面、索初始预应力、钢杆件截面对柱面索拉网壳动力特性的影响。计算结果显示:单层柱面索拉网壳的动力特性优于单层柱面网壳;单层柱面索拉网壳的自振频率随着钢杆件及索截面的增大而增大,随长跨比的增大而减小。索的初始张拉力对索拉网壳的动力特性影响很大。     

双向单层索网幕墙及单向单层索网幕墙受力性能比较

单层索网根据受力形式的不同分为单向单层索网和双向单层索网,本文通过比较对比,给出了两种不同布置的索网幕墙分别适用的情况,通过分析可以看出根据情况选择不同的形式能够达到节省材料的目的,而且可以使得幕墙结构更科学合理。同时对于单向单层索网的受力特点进行分析,对玻璃的连接方式进行了对比分析。     

基于初始基准态的FAST反射面索网结构性能优化分析研究

500m口径射电望远镜FAST反射面索网结构,由短程线型面索网和下拉索构成,采用高强度预应力钢绞线束索,主动变位工作是其最大特点。索网优化设计采用容许应力法,基于索网为形控结构,提出标准球面基准态优化分析方法：根据主动变位工作基本要求和主动变位引起的面索应变变化幅值一定,首先确定下拉索初张力值和面索初应力上、下限值,通过找力分析确定面索初张力后,以初应力接近上限为原则确定面索截面规格。分析若干关键因素对索网结构性能的影响,结果表明：为避免工作态出现过低下拉索力,在面索弹性模量和容许应力一定的条件下,只能通过维持面索初应力水平,增大面索截面积来提高下拉索和面索初张力;周圈钢桁架宜采用滑动支座和较低刚度,并可采取周圈钢桁架沿径向预偏安装、边缘下拉索张拉固定后不参与主动变位的措施;钢索安全系数从2.5调低至2.0,可提高容许应力和面索初应力上限、减少材料和改善内力状况。另外,通过对比碳纤维索和钢索的力学特性,高强、低弹模、轻质量、抗疲劳的碳纤维索适合FAST索网结构。     

三向网格曲面单层索网幕墙体系研究概述

结合东莞篮球中心柱体育馆索网幕墙项目,提出了一种全新的幕墙结构体系-三向网格曲面单层索网幕墙体系。论述了索网结构的特点和在幕墙上的应用范围,明确了三向网格曲面单层索网幕墙体系的研究内容及关键技术。