弦支网架结构体系概念及特性研究

网架结构是较为常见的一种空间结构形式。在传统的预应力网架结构的基础上,引入张拉整体思想,形成建筑效果美观的弦支网架结构。按照网架结构的常用类别定义,给出弦支网架结构的分类形式。对比研究网架结构和弦支网架结构自身的基本特性,提出弦支抽空型网架结构的概念,并对其进行静动力性能分析。结合工程实例,介绍弦支抽空型网架结构的特点和应用情况。     

弦支网架预应力张拉施工模拟分析

作为一种新型弦支结构体系,弦支网架由上部刚性网架和下部柔性索通过支杆相连而成。通过预应力张拉可将拉索预应力引入弦支网架中,从而改善结构受力性能,因此预应力张拉施工至关重要。以天津北塘文体中心弦支网架为研究对象,使用ANSYS有限元软件,采用单元生死技术和多时间步连续分析方法对弦支网架预应力张拉施工过程进行模拟,确定了施工过程中各拉索的张拉控制值,并分析了在施工过程中拉索内力、结构位移和杆件应力的变化规律,为该工程预应力张拉施工提供了依据。可为其它弦支网架工程的预应力张拉施工模拟提供参考。     

弦支钢丝网架混凝土夹芯板的基本特性分析

弦支混凝土集成屋盖结构是在张拉整体及弦支结构的基础上提出的一种新型的预应力钢-混凝土复合屋面结构,该结构具有跨度大、施工安装方便、工业化程度高等优点,但它在通过增加预制钢筋混凝土板厚度来提高结构刚度的同时,也会导致结构本身自重的增大。钢丝网架混凝土夹芯板是一种新型轻质建筑板材,该板材具有重量轻、刚度大、承载能力强等优点。在弦支混凝土板基础上提出弦支钢丝网架混凝土夹芯板的概念,通过有限元软件对其基本特性进行研究,主要包括拉索预应力设计、结构自振特性以及钢丝网架混凝土夹芯板的裂缝控制。     

深圳市民中心博物馆采光天棚预应力拉索网架的设计与施工

深圳市市民中心博物馆玻璃采光天棚 ,平面尺寸为３０ｍ×５４ｍ ,结构高度１．５ｍ。采用预应力拉索网架承重、点支式玻璃采光 ,结构纤细通透 ,受力合理 ,施工方便（图１）。预应力拉索采用单股直径２５．９ｍｍ的铝包钢绞线、带螺杆的冷挤压锚头。该工程２００１年８月竣工。１预应力拉索网架设计１．１预应力拉索网架构造和布置本工程采用的预应力拉索网架 ,是一种由平面索桁架构成的平板形空间网架结构。平面索桁架呈斜放正交布置 ,上下弦采用预应力拉索 ,斜腹杆采用预应力拉杆 ,竖腹杆采用不锈钢管（图２） ,腹杆与弦杆之间的连接通过压…     

霍尔果斯文体中心复杂连体网架计算分析

霍尔果斯文体中心文化馆屋盖采用钢网架结构,网架右侧为大悬挑结构,左侧为复杂的扭转体型网架并支撑在科技馆混凝土边柱及边梁上,形成复杂的连体网架。采用有限元分析软件建立整体模型及独立的网架模型进行对比计算,分析了两种模型的动力性能;采用时程分析法对比两种模型在地震作用下支座位移的差异;最后进行了整体模型罕遇地震下弹塑性时程分析。得到整体模型的振动周期较长且支座位移较大,确定了罕遇地震下支座处的位移量,并用于指导滑动支座的设计。     

预应力组合网架结构的理论分析与应用研究

预应力组合网架结构是在组合网架的基础上,在网架下弦平面内设置单向或双向预应力拉索,从而形成一种拉索-钢管与钢筋混凝土结构共同工作的新型组合结构体系。本文应用混合有限元法并结合具体施工过程对这一结构形式进行了详细的静力分析,考虑了上弦板及板肋节点偏心的影响;采用子空间迭代法求解了结构的前10阶自振频率,分析了其自振特性,并对预应力组合网架结构进行了反应谱分析和时程分析;为考虑拉索不同张拉次序对索内预拉力的影响,采用张力松弛法计算了各批拉索内的预拉力施工控制值;为考虑加劲钢管对焊接球承载力的影响,本文设计了4组试件进行承载力试验,并将试验结果与相应理论公式进行了比较。最后得出了一些结论供工程设计与研究参考。     

延安大剧院结构设计

延安大剧院主体采用框架-剪力墙结构,双向超长,屋盖采用双向双层网架结构,并充分考虑风荷载和温度变化的影响。屋盖网架采用单体模型和整体模型分别计算的方法,取包络结果进行设计。框架柱(梁)上设置板式橡胶支座及成品双向滑动抗震铰支座,作为网架的支座,其有效减少了网架与主体之间的相互约束,使用效果良好。对转换柱、梁、桁架进行性能设计,提高抗震构造措施,保证其安全可靠。对于大悬挑和大跨度的混凝土构件,加设预应力筋,减少挠度和裂缝。根据分析结果,结构设计合理,可供设计参考。     

某网架结构加固处理方案探讨

某双坡折板式网架结构在地震作用下出现结构挠度大幅度增加、部分橡胶支座锚栓被剪断的破坏特征。通过对结构现状观测、计算与分析,采取在网架结构下部增加5道张弦式预应力拉索、将原橡胶支座改为固定铰支座、少量杆件与套筒原位加固的加固方案。加固后减小了结构挠度,降低了构件的应力水平,增加了结构竖向与水平刚度,在结构中增加了一道二次防线,消除了结构存在的安全隐患。     

长江防洪模型大厅结构设计与分析

长江防洪模型大厅干流大厅主体部分单跨90m,长450m,采用120m跨钢管提篮拱+吊杆+90m跨预应力网架杂交空间结构。通过采用提篮拱及其吊杆作为屋盖网架的中间支座,将网架单向90m跨受力变为双向90m×90m受力,充分发挥了网架空间受力的优势;并在网架下弦设置预应力拉索,提高了结构的空间刚度;这些措施使该工程取得了较好的经济效益和建筑效果。重点介绍了结构选型、布置及分析,以及拱基础和预应力钢结构节点及网架支座的设计。     

起坡对双向弦支异形网架结构承载性能的影响分析

随着张弦结构的不断发展,弦支网架结构体系以其结构传力合理、用钢量少等优点被广泛应用。将等高起坡的思想引入弦支网架结构中,形成了一种新型弦支网架——弦支起坡网架。通过对四坡网架结构、弦支平板网架结构和弦支起坡网架结构的静力、动力特性的对比,展示弦支起坡网架结构的优越性,并对天津市中心城区轨道交通控制中心钢屋盖双向弦支异形网架结构的最佳起坡坡度进行了探讨。     

目前网架支座及支承框架设计存在的几个问题

结合钢结构网架图审工程案例,分析了目前网架支座选型及与支承框架分开设计存在的问题,介绍了网架支座选用应注意的问题,讨论了网架根据不同支座形式、不同下部支承结构,采用上下部结构分开设计或整体协同设计中网架边界条件的处理,提出了下部支承框架设计应注意的问题。     

预应力拉索网架的设计与施工

1 概况 深圳市市民中心东区博物馆上空的玻璃采光天棚,临空高度21.700m,平面尺寸为30m×54m,结构高1.5m。采用上下弦平行的拉索,两拉索间以斜拉杆相连,在交叉点处,又以竖腹杆将上下弦相连接。结构共用拉索160根,斜腹杆3232根,竖腹杆768根。设计采用的预应力拉索网架、点支式采光玻璃,使得结构纤细通透,新颖美     

大开口车辐式索承网格结构预应力施工技术研究

针对适用于体育场类建筑的大开口索承网格预应力空间结构体系,对此结构体系进行了施工分析,研究表明:此类结构体系的上弦钢结构为近似瞬变结构,索杆体系对其整体结构的刚度形成具有显著效应;且张拉施工的不同批次拉索间索力相互影响不容忽视,其结构性能与封闭式弦支穹顶结构差异较大。采用参数化有限元法,针对各张拉级数和张拉批数的张拉方案、各外立面钢结构卸载时机的施工方案、各斜撑安装时机的施工方案,分别进行了施工全过程仿真分析,研究了结构的整体位移、撑杆摆动、拉索索力、杆件应力以及临时支架反力等的影响;并综合考虑施工工艺可行性、经济性,得出此结构体系最佳的张拉方案为三批四级张拉方案、最佳的外立面卸载时机为外立面安装完成后、最佳的斜撑安装时机为预应力张拉完成后。并采用随机误差分析法,选取环索长度以及径向索索力作为控制目标进行耦合分析,确定了各控制项目的允许限值,并明确此结构预应力施工需进行力和位移双控。     

某既有网架支座弹性刚度取值研究

为解决网架计算分析中支座约束状态的设置问题,以一既有网架为例,通过YJK-GAMA和3D3S进行了快速建模,考虑恒荷载、风荷载和温度荷载,研究5种不同的支座约束条件对网架变形、支座反力和杆件内力的影响。研究结果表明：网架支座约束状态对于网架结构变形、受力有很大的影响;分部建模与整体建模的计算结果相比有一定偏差,建议采用整体建模进行计算分析;当采用分部建模计算时,单独采用模型2或者模型3的杆件内力结果进行设计都会导致部分杆件承载力不足,应取内力包络值来进行设计。     

特殊约束条件下网架支座节点的分析与设计

分析了某跨度为70.5m的水泥熟料库圆台形网架支座对网架结构整体性能的影响,提出了一种专门的平面内径向可动、法向约束的螺栓球节点支座,建立了包括支座底板、加劲肋、锚栓、法向限位板等在内的Abaqus有限元模型,并重点分析了节点的受力状态。结果表明,所提支座形式可以改善整体网架的经济性,并具有安全可靠的受力性能。     

预应力钢结构张拉方案选取研究

预应力钢结构是由拉索、杆(撑杆或桅杆)、刚构(如钢梁、钢拱、网壳、网架、桁架等)组合杂交而成,其形式丰富多样。典型的结构体系主要有张弦梁结构,弦支穹顶结构、斜拉结构和索穹顶结构。对如上四种结构形式的张拉成形方式进行总结与分析,并指出各种张拉方法的优缺点及适用范围。     

青岛体育中心游泳跳水馆网架结构施工监测与模拟分析

鉴于青岛体育中心游泳跳水馆网架结构为复杂大跨多曲面异形钢屋盖结构,施工难度大,施工不易控制,利用弦式应变计和静力水准仪对该网架采用无线监测,监测该网架的竖向位移、支座位移和杆件内力.同时对该网架结构进行了详细的有限元数值分析.研究结果表明,卸载时监测结果和有限元分析结果吻合较好,表明青岛体育中心游泳跳水馆网架结构卸载成功.     

天津体育中心射击馆双向弦支梁结构分析与设计

主要介绍天津体育中心射击馆屋盖钢结构弦支梁的设计过程,重点阐述了三号屋盖双向弦支梁的设计和分析,包括双向弦支梁的体系介绍及参数分析与选择、屋盖自振特性分析、地震作用下结构强度验算以及节点设计等。分析得到双向弦支梁设计应在参数分析的基础上进行详细对比,综合考虑撑杆布置、垂跨比、预拉力、面外拉索等影响因素;对于直线形双向弦支梁,垂跨比在一定范围内时,钢梁最大应力、最大竖向挠度及支座水平位移均随垂跨比的增大而减小;钢梁最大应力及最大竖向挠度随预拉力的增大线性减小,支座水平位移则相反;同时直线形弦支梁的撑杆下节点应具有可靠的面外约束。     

西北某高校体育馆大跨钢屋盖结构方案比选与设计

针对西北某高校体育馆钢屋盖结构方案比选,对比分析了两种屋盖方案布置的合理性和用钢量指标。采用3D3S软件对钢结构屋盖进行单独分析与设计,并采用YJK设计软件对比赛场馆上部钢结构与下部混凝土结构进行整体建模分析。最终选用双层（局部3层）正放四角锥螺栓球网架结构体系,支座四周采用3层网架变截面轻盈出挑,以实现建筑造型要求。对关键支座节点采用midas FEA进行了有限元分析验算。结果表明：采用网架变截面悬挑体系能更好地实现建筑造型,节点受力更合理且用钢量更低;支座选用双向抗震球铰钢支座,能有效减小温度应力的不利影响;关键节点采用有限元辅助分析是有必要的。     

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。