一种新型预应力空间结构——劲性支撑穹顶

基于索穹顶结构的技术难点以及高强钢拉杆性能特点,介绍了劲性支撑穹顶结构的构造.劲性支撑穹顶结构是由上部的预应力空间索网与下部的刚性支撑杆系组成的一种新型预应力空间结构.通过对不同跨度下索穹顶结构的拉索截面和劲性支撑穹顶结构刚性杆截面以及劲性支撑穹顶结构内部拉索与刚性杆截面对比分析,确定了劲性支撑穹顶结构的拓扑形式,验证了劲性支撑穹顶结构的合理性,并探讨了劲性支撑穹顶结构的发展前景与面临的主要技术问题.     

Levy型劲性支撑穹顶静力性能试验研究

为研究Levy型劲性支撑穹顶结构的静力性能,以跨度6m的Levy型劲性支撑穹顶结构实际模型为研究对象,通过试验研究了其在初始预应力、满跨荷载和半跨荷载作用下的静力性能,获得了Levy型劲性支撑穹顶结构模型中各杆件内力和节点位移随外荷载增加变化规律。研究结果表明：在满跨荷载作用下,随着荷载的增大,环杆、撑杆和斜杆轴力都逐渐增大,脊索索力逐渐减小;在半跨荷载作用下,随着荷载的增大,结构内部杆件内力变化平稳,结构受荷一侧各杆件内力变化规律与全跨荷载作用下变化规律基本相同,但各杆件内力的变化值较全跨荷载作用大,结构对非对称荷载比较敏感,结构非受荷一侧内力变化比较复杂,脊索索力减小,撑杆和环索内力减小,内、中斜杆内力减小,外斜杆内力基本不变,半跨荷载引起的节点竖向位移比满跨荷载引起的竖向位移大,但整体结构位移均较小,竖向刚度较大,表明用劲性钢拉杆代替索穹顶下层拉索构件是可行的。研究结果验证了劲性支撑穹顶结构合理性与可行性,可为工程应用提供参考。     

Levy型劲性支撑穹顶静力性能试验研究

为研究Levy型劲性支撑穹顶结构的静力性能,以跨度6 m的Levy型劲性支撑穹顶结构实际模型为研究对象,通过试验研究了其在初始预应力、满跨荷载和半跨荷载作用下的静力性能,获得了Levy型劲性支撑穹顶结构模型中各杆件内力和节点位移随外荷载增加变化规律。研究结果表明:在满跨荷载作用下,随着荷载的增大,环杆、撑杆和斜杆轴力都逐渐增大,脊索索力逐渐减小;在半跨荷载作用下,随着荷载的增大,结构内部杆件内力变化平稳,结构受荷一侧各杆件内力变化规律与全跨荷载作用下变化规律基本相同,但各杆件内力的变化值较全跨荷载作用大,结构对非对称荷载比较敏感,结构非受荷一侧内力变化比较复杂,脊索索力减小,撑杆和环索内力减小,内、中斜杆内力减小,外斜杆内力基本不变,半跨荷载引起的节点竖向位移比满跨荷载引起的竖向位移大,但整体结构位移均较小,竖向刚度较大,表明用劲性钢拉杆代替索穹顶下层拉索构件是可行的。研究结果验证了劲性支撑穹顶结构合理性与可行性,可为工程应用提供参考。     

劲性支撑穹顶结构静力参数分析北大核心CSCD

劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构.其上部为空间索网体系,下部为刚性杆支撑体系.本文分析了劲性支撑穹顶结构在满跨和半跨均布活荷载作用下结构的静力性能,探讨了初始预应力、矢高、跨度和环向等分数等参数对劲性支撑穹顶结构的结构杆件内力和节点位移的影响规律.通过算例分析,得出了劲性支撑穹顶结构具有良好的静力性能.参数分析中得出了许多有意义的结论,并给出了结构参数取值的建议,为劲性支撑穹顶结构的设计和工程应用提供有意义的参考.     

劲性支撑穹顶结构敏感性分析

劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,施工张拉过程中结构外形很难与设计图纸一致。采用正交设计方法对结构进行敏感性分析。对跨度为76m的肋环型劲性支撑穹顶结构进行敏感性分析,分析表明支座定位的竖向偏差影响大且高度显著,环向偏差影响小且不显著;对外圈脊索内力,除外圈撑杆杆长偏差影响不显著、内圈斜杆杆长偏差影响显著外,其它影响因素均高度显著。对内测撑杆上节点竖向位移,内圈斜杆和外圈撑杆偏差影响不显著,外圈脊索偏差影响显著,其它影响因素均高度显著。研究成果可为工程实践中的索力调节提供一定的理论参考。     

弦支穹顶结构研究进展与工程实践

弦支穹顶结构是基于张拉整体概念并综合了单层网壳和索穹顶结构的优点后发展起来的一种预应力大跨度网格结构体系。本文在分析弦支穹顶提出的背景和力学原理的基础上,论述了国内外对弦支穹顶结构形态分析、优化设计、静动力性能、施工控制理论及其试验研究等方面的研究进展,总结了弦支穹顶相关的研究内容和研究结论。结合国内外近20项实际工程的应用,对弦支穹顶的跨度、上部网壳结构形式、下部张拉整体部分的布置、预应力施加方式、撑杆上节点和撑杆下节点等结构特性进行了分析总结,针对目前常用的预应力设计方法、节点构造、预应力张拉方案,提出了供工程应用参考的建议。指出了温度效应研究、考虑索撑节点滑移摩擦的动力反应分析、索力的测试及其补偿技术、超大跨度弦支穹顶设计理论等5项亟待解决的弦支穹顶关键课题。     

劲性支撑穹顶结构施工成形及力学性能试验研究

为研究劲性支撑穹顶结构的施工方法及力学性能,设计了直径为6 m环向8等分的肋环型劲性支撑穹顶结构模型。采用中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法,分别对有临时支撑和无临时支撑两种情况下结构的施工成形过程进行施工试验和监测,并对其进行施工成形分析;对8个方向、4个方向和2个方向的对称张拉方案进行研究;进行了满跨和半跨的静力加载试验,并与有限元分析结果进行对比。结果表明：提出的施工方法充分考虑了劲性支撑穹顶结构的特点,简单高效,可应用于实际工程;设临时支撑和不设临时支撑结构模型的杆件内力和节点坐标的有限元动力松弛（FEDR）法计算结果和试验值吻合较好;不同张拉方案试验值和FEDR法计算值相差均在7.8%以内,因此可依据实际工程的需要,选取适当的对称张拉方案;有限元分析结果与静力试验结果基本吻合。     

蜂窝四撑杆型索穹顶的构形和预应力分析方法

提出了一种新型的蜂窝四撑杆型索穹顶,它的构形为索穹顶的上弦索是一种蜂窝形网格布置,下弦节点处设有四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆.改变了现有国内外工程应用和研究的索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上弦为长矩形条或联方形的网格布设,也改变了上、下节点处只有一根竖向撑杆的特点.完全抛弃了Fuller构想拉索海洋与撑杆(压杆)孤岛的构形.这种蜂窝四撑杆索穹顶具有环索、斜索数量少,撑杆和整体结构稳定性好,施工张拉方便,造型丰富优美等诸多优点.文中还根据节点平衡方程,推导了蜂窝四撑杆型索穹顶预应力态索杆内力的一般性计算公式,对若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和对比分析,以了解索穹顶预应力态的分布规律和特性.本文研究为索穹顶的设计和选型提供了新形式、新思路.     

双向弦支结构预应力全过程施工分析及节点设计

对双向弦支结构预应力张拉过程进行计算分析，给出了钢拉杆张拉顺序、拉力值、预应力张拉过程中的变形值、施工完成后钢构件的应力比及支座位移值。钢拉杆张拉力与张拉顺序能保证在张拉完成后，钢屋盖关键节点能主动脱架，同时较好控制了施工阶段上拱值，施工阶段的支座位移得到较好控制，远小于支座允许的滑动限值。钢拉杆与撑杆连接节点设计新颖、美观轻盈，具有可靠的传力路线，具有一定刚度并能满足本项目的工程要求。     

济南奥体中心体育馆大跨度弦支穹顶预应力拉索施工

济南奥体中心体育馆采用大跨度弦支穹顶结构.结合工程结构特点,对张拉方案进行优化比选,最终确定选择径向钢拉杆张拉法进行预应力拉索施工.在结构进行正式张拉前,采用虚拟张拉技术进行施工全过程的模拟分析.同时根据施工现场情况,详细阐述了拉索安装和张拉的施工要点,并对张拉设备进行了创新设计.索力监测结果和撑杆垂直度均满足规范要求.     

大跨度悬挑梁的鉴定与加固设计

北京某综合楼,因悬挑梁设计和施工存在一些缺陷,为消除安全隐患对相应结构进行了检测鉴定与加固设计。根据实际需要,有针对性地选用多种加固方法(钢拉杆、粘钢、钢支撑和钢支座)来加固悬挑梁。在加固方法中,重点介绍钢拉杆加固悬挑梁的设计过程。     

肋环型劲性支撑穹顶结构静力性能研究

给出劲性支撑穹顶结构静力分析时的基本假设和非线性有限元方程。探讨劲性支撑穹顶结构索垂度的影响,对比分析该结构与索穹顶结构的静力性能,最后讨论初始预应力、跨度、矢高和环向等分数等参数对结构静力性能的影响。算例分析表明,索垂度对劲性支撑穹顶结构静力性能的影响可忽略不计。劲性支撑穹顶结构的整体刚度比索穹顶结构大,脊索的受力性能更能得到充分的发挥。     

钢管混凝土系杆拱桥设计

在几个工程实践的基础上,对钢管混凝土系杆拱桥的设计方法、刚度取值、稳定方面以及总体设计的一些主要参数做了一些探讨。提出对于钢管混凝土拱桥,采用钢筋混凝土的计算方法是比较恰当的;而对于中等跨径钢管混凝土拱桥的系杆安全系数选择则宜介于一般预应力构件与特大桥吊索之间。     

弦支穹顶结构体系的应用

弦支穹顶结构体系是在单层网壳和索穹顶的基础上发展起来的一种新型复合空间结构,能够发挥单层球面网壳与索穹顶结构两者的优点,弥补两者的不足。目前已有的研究局限于设计理论,少量的工程实践也是试验性的小跨径工程。因此,对大跨度弦支穹顶结构体系及其工程施工技术进行一体化研究具有重要的现实意义。概述了弦支穹顶结构体系产生的背景、定义、特点及工作机理,归纳了预应力索撑体系设置原则。简要介绍了国内外首个大型双层椭圆弦支穹顶——武汉体育中心二期工程体育馆的设计和施工工艺,该工程采用的非常规的安装方法和首次在大跨度弦支穹顶结构体系中通过撑杆调节法来施加预应力,并取得成功,为类似新型空间结构的研究与应用提供了有益的参考。     

砖房抗震加固中若干问题的分析和探讨

本文针对砖房抗震加固中所采用的钢筋混凝土构造柱、钢筋混凝土圈梁、钢筋网水泥砂浆面层、钢拉杆和压力灌浆等加固技术问题，进行了分析和探讨，并提出相应的改进措施。     

全涂装环氧喷涂钢绞线系杆在桥梁中的应用

通过对景德镇市昌江支线I桥使用的六根全涂装环氧喷涂钢绞线系杆，介绍了防腐钢绞线的种类、环氧喷涂钢绞线原理与特性，全涂装环氧喷涂系杆的构成，及其各组成材料的性能特点，同时介绍了该系杆的施工工艺要点及张拉方法。     

深基坑冻结排桩围护结构体系变形分析和应用

润扬长江公路大桥南汊悬索桥锚碇基础工程采用冻结排桩法施工，以含水地层冻结形成冻结帷幕墙作为基坑的封水结构，以排桩及内支撑系统作为挡土受力结构抵抗水土压力，解决基坑围护结构的嵌岩及封水问题。施工以平均12d完成1道支撑的土方开挖和混凝土支撑的浇筑速度进行，围护桩变形、支撑轴力和冻结壁温度的变化均控制在允许安全范围内。     

Bracing of thin walled steel box columns during pumping of wet concrete in tall buildings

This paper considers the bracing of thin walled steel box columns during the wet concrete pumping procedure for the construction of concrete filled columns in a tall building. The wet concrete exerts a hydrostatic pressure in addition to the axial loads from floor construction on the column cross-section and this causes excessive lateral deflections. For economical construction the steel component plates of the column are required to be minimized in thickness and thus an effective bracing strategy is required to be developed to restrain these deformations. The bracing system presented is similar to that employed for formwork of rectangular reinforced concrete columns and has been used on various tall buildings throughout the world being particularly germane to steel columns which are composed of flat faceted plates such as rectangular and triangular sections. The analysis presented herein uses a linear folded plate finite element method developed elsewhere to study the effects of wet concrete being pumped into steel columns. The main parameters which are found to influence the results are the boundary conditions, column width and plate thickness and the number of braces provided between floor levels. A design example is given and further research, including experimental calibration, is then outlined.