索膜接触对气承式膜结构雪荷载响应的影响

索网加劲气承式膜结构是典型的非线性柔性大跨空间结构，在雪作用下膜结构的破坏时有发生.对于索网加劲气承式膜结构的设计，通常将结构的索网与膜面简化为直接连接，忽略索网与膜面之间的摩擦和滑移，这种简化处理对大跨气承式膜结构的设计安全造成一定的隐患.本文利用ANSYS软件，将气承式膜结构的索与膜之间的摩擦滑移作为接触问题来考虑，建立接触模型，并对其进行初始形态分析和雪荷载作用下的响应分析.结果表明：当不考虑索膜接触滑移的影响时，索网对膜面的约束作用会被高估，计算得到膜面位移偏小，索网轴力偏大且容易出现应力集中的现象；考虑索膜接触分析时，索网对膜面约束能力下降，尤其是在不均匀雪荷载作用下，膜面位移明显增加，在局部雪荷载较大部位处的膜面和索网甚至会发生分离.因此需要考虑索膜接触滑移才能正确进行气承式膜结构在雪荷载下的响应分析，避免安全事故的发生.     

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。     

上海世博会世博轴综合施工技术

上海世博会世博轴膜结构采用连续张拉结构,包括膜面系统和膜面支点系统;索结构采用平行钢丝绳外包PE,分为结构索和膜面索.重点介绍世博轴索膜结构、阳光谷钢结构的深化设计及安装.指出阳光谷钢结构安装采用节点工厂制作,现场散拼成"个"字形分块吊装,临时连接,逐环安装,闭环后焊接的安装方式;索膜结构安装主要解决索张拉和膜安装两个问题.世博轴工程的设计安装涉及到施工技术领域的新思路、新工艺.     

台州大学风雨操场索网膜结构设计研究

台州大学风雨操场索网膜结构工程是一个大型复杂整体张拉索网膜工程,有较大的技术难度.本文首先介绍了该工程新颖的索网结构体系、膜面找形,然后优化索膜预张力设计,深入结构分析,并阐述索膜关键节点设计,概要介绍安装过程和控制方法,最后研究索制造定位长度误差对索网膜预应力和形态的影响.     

体育场钢劲性混凝土、钢结构和索膜罩棚结构相结合的施工技术

海口市五源河体育场项目,主体结构由混凝土看台结构和屋盖罩棚结构构成,施工中克服型钢柱、梁规格类别多、节点构造复杂、深化设计工作量大、难度大等难点。在钢结构安装过程中,解决了结构受风荷载的影响和因日照、温度等天气变化使结构的空间位置始终处于动态变化状态的难点,对现场安装测量进行精准控制。在施工西看台的索膜结构罩棚时,其径向悬挑尺寸大,内环索跨度超长,施工过程复杂,因此施工现场合理安排和调度,保证索网张拉达到设计要求,从而顺利完成体育场钢索膜结构的施工。这些技术都为类似项目提供了可借鉴的经验。     

国家天文台FAST工程索网索力调节施工技术

国家天文台FAST工程球面索网结构由2225个节点,6670根主索以及2225根下拉索组成,该结构安装完成后需要后续对索网索力进行调节来达到该结构的设计要求。FAST工程球面索网通过150根边缘主索与圈梁连接,边缘主索采用长度可调节的拉索结构,其它主索均为长度固定的不可调拉索结构,索网节点通过2225根下拉索连接于地锚。索网几何位置由边缘索调整实现,索网节点后期的变位通过下拉索调整实现。本文将介绍FAST球面索网结构边缘主索索力调节的施工工艺。     

乌兹别克斯坦某会议中心结构方案可行性分析与设计北大核心CSCD

乌兹别克斯坦某会议中心建筑为蒙古包造型,外轮廓尺寸174m,内部开口尺寸89m,屋面高差18m。采用单层索网结构,外环梁采用受压圆钢管混凝土构件,内环梁采用受拉圆钢管,形成水平向自平衡体系。创新性地采用直线索构成曲面网格。48根顺时针径向索与48跟逆时针径向索形编织成菱形网格,网格间采用气枕膜。以结构形态、网格表现地域特色建筑元素。对索网结构关键问题进行分析,通过合理的结构方案构造出了形态优美的地标性建筑。     

援柬埔寨国家体育场屋盖索网节点深化设计

援柬埔寨国家体育场屋盖索网结构形式新颖、传力路径复杂.而钢索节点作为索网结构的连接枢纽,结构的合理性和安全性直接影响整个索网的使用性能.针对索网结构特点,通过对索节点的多元化设计来满足索网结构使用性能,并通过对索节点进行力学分析,确保其满足安全使用的情况下,使结构受力更为合理.     

随州高铁站ETFE伞状索膜结构分析设计

随州高铁站主体结构采用"伞状单元体"索膜结构,为实现随州高铁站站房中"伞状单元体",提出了一种大曲率索膜协同作用伞状单层ETFE膜结构方案.首先根据建筑方案,提出2种不同的布索方案.采用小弹性模量法对索膜进行协同找形分析,并对预应力态和荷载态下的索膜结构进行计算分析,对比了不同布索方案、不同膜厚度的ETFE膜结构的膜面应力、索力等.研究表明,小弹性模量法适用于单层ETFE与索网协同找形分析,大曲率索膜协同作用ETFE膜结构可用于实际工程,本工程选用布置5道横向索时,索膜结构应力均匀,满足设计要求.     

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。     

索网找形分析方法与成形试验研究(英文)

详细介绍了索网结构找形分析的非线性有限元法,编制了该数值方法的Matlab计算程序,然后进行数值算例分析.本文进行了马鞍形双曲索网模型成形试验,试验模型平面尺寸为1.8m×1.8m.通过分步分级悬挂砝码加载来控制索张力,测出了成形过程的平衡形态和最终平衡形态,通过试验数据、数值计算与解析比较,证明了计算方法的正确有效性.     

气承式充气膜结构初始形态下索膜接触分析

以半椭球形充气膜结构为例,运用通用有限元程序ANSYS,通过改变初始形态下内压、摩擦系数、膜厚,对气承式充气膜结构的初始形态进行索膜接触分析,同时将接触模型与共节点模型进行了对比分析.分析结果表明:索可以等效为边界约束,使得结构刚度增大,增强了结构的整体稳定性;合理的内压可以使索与膜面获得比较均匀的预应力;摩擦系数对膜材的选择具有一定的参考价值;膜厚对接触分析各结果的影响不同,在膜结构设计时应予以考虑;接触模型比共节点模型更合理.     

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...     

非常设计,非常效果——嘉兴市会展中心膜结构

嘉兴市会展中心膜结构工程是当前国内众多膜结构建筑中极具特色的一个,属于典型的索膜整体张拉结构体系,会展中心膜结构东西长轴约为187m,南北短轴约为63m,中间设六榀飞梁,南北挑檐两边挑出各约13.5m;屋盖膜展开面积约为15000m2.本文介绍了该工程的技术方案和体系特点,给出了主要安装步骤,总结了膜结构设计应注意的几个问题.     

大连梭鱼湾专业足球场结构设计综述

大连梭鱼湾专业足球场属于复杂多结构体系,主要由混凝土框架结构、屋顶罩棚索桁架结构、屋盖膜结构,外幕墙钢结构、索结构和膜结构组成。罩棚为索桁架结构,支承于钢压环上,钢压环支承于56根直钢柱上,钢柱柱底、柱顶均铰接,局部设置柱间人字支撑。索桁架内侧设置索拉环,拉环内侧设置钢挑棚。罩棚上弦采用斜交索网,下弦采用径向拉索,上下弦索在平面交点处设置竖向钢撑杆。屋盖膜结构采用张拉膜结构体系。外幕墙采用钢桁架结构,环形坡道之间设置钢索加ETFE膜的幕墙。工程采用结构性能化设计,控制结构变形及承载力,并提出相应设计方案、设计原则、实现建筑效果并保证结构受力合理。     

若干结构参数对索膜结构的褶皱影响分析

采用刚度等效的方法,将膜结构等代成经纬向的索网结构进行荷载分析。根据空间索元几何非性有限元的U．L．列式法,编制了索膜结构的荷载分析程序。通过算例,讨论了荷载分析中,膜的初始应力边索预张力、矢跨比、膜材张拉刚度和经纬向应力比等结构参数的不同取值对膜结构褶皱的影响。     

华南农业大学东区运动场钢结构节点设计

华南农业大学东区运动场看台是由跨度为103m的大型钢桁架主拱、21m钢桁架次拱以及膜结构组成的钢-膜组合结构屋盖.本文着重介绍了该看台钢结构主拱支座、次拱支座以及主次拱连接处等主要节点部位的设计思路,并且给出部分节点的大样,最后总结了节点设计的一些经验,供国内类似工程的节点设计提供参考.     

深圳宝安体育场轮辐式索-桁屋盖整体张拉提升技术

深圳宝安体育场屋盖为轮辐式索-桁结构+膜结构组合形式。屋盖索-桁结构是膜结构的支撑骨架,由上内环索、下内环索、飞柱、外环梁及36片三角形径向索网组成,施工的关键是径向索的整体张拉。钢索数量多、荷载大、工期紧,施工难度非常大。在对各种张拉方案进行仿真模拟计算后,最终确定了先提升上径向索就位,再提升张拉下径向索就位,最后安装悬挂索的张拉方案,并采用计算机自动控制整体张拉系统进行张拉施工。     

索桁架结构体系找形分析的节点位移法

平面索桁架以及南平面索桁架组成的空间索桁结构是一种应用广泛的柔性结构,它依靠拉索的张力提供刚度.寻找柔性结构合理的预应力分布以达到建筑造型和力学性能的要求是其找形分析的主要目的.与索穹顶结构、单层索网结构相比,索桁架的拓扑关系更加简单明确.力密度法、动力松弛法等一般用于解决单层索网等结构由给定预应力确定初始位形的问题,且难以直接应用在通用有限元软件中(如ANSYS).如果套用索穹顶、单层索网等的找形方法(如力密度法、动力松弛法等)进行找形,则无法直接运用通用有限元软件进行分析.本文依据索桁架结构体系简单明确的拓扑关系,发展了一种通过给节点施加位移进行迭代计算的非线性有限元找形分析方法,该方法不同于单层索网或膜结构找形的小杨氏模量法.本方法求解速度较快,结果较为准确,同时便于在现有的通用有限元软件中应用.     

2022世界杯主场馆鱼尾式索网屋面结构形态分析

基于2022年卡塔尔世界杯主场馆卢赛尔体育场项目,介绍其主体结构的构成和外部尺寸,重点分析屋面结构、主体钢结构的组成和整体受力原理。确定体育场屋面索网的总体构成和主要几何参数,研究屋面主索网结构、次索网结构中各构件的作用和相互关系。对索网结构的零状态、初始态以及荷载态进行定义,总结形态分析的目的、意义和难点。利用ANSYS和3D3S进行膜结构安装前后的形态分析,分析膜安装前后的整体结构位移、主索竖向位移、主体钢结构的径向与环向位移,并计算和比较屋面索网各主要构件的内力。研究表明,鱼尾式索网屋面安全可靠、造型轻盈、受力性能优异,是大型体育场馆屋面结构的理想选择;在形态分析方面,以膜安装前后进行初始态分析可为之后的荷载态分析奠定良好基础。