国家速滑馆双曲马鞍形金属屋面施工技术

为完成国家速滑馆双曲马鞍形金属屋面施工,顺利安装复杂不规则金属单元板块,将屋面分区域施工.优先施工索网区域.采用BIM技术指导屋面不规则金属单元板块加工、小吨位吊车穿索网吊装、直立锁边屋面现场三维拼装等,完成了大跨度马鞍形索结构单元式屋面板安装施工,保证了柔性屋面体系适应索网结构竖向位移变化,为索网结构等柔性金属屋面结...     

支承于柔性索网上刚性金属屋面施工工艺研究

苏州工业园区体育中心游泳馆屋盖首创采用刚性金属屋面与柔性正交索网结构相结合的结构形式,约9 000m2的金属屋面坐落在索网基层上。由于正交索网为柔性张力结构,屋面系统荷载施加后会导致屋面安装不紧密,而造成后期屋面漏水的情况。为了解决这一难题,通过方案对比,创新性采用预配重的施工方法,模拟屋面系统荷载,在预加载的工况下施工刚性屋面,并在节点处采用滑动机制使刚性屋面具备适应大变形的能力。     

FAST索网张拉过程模拟分析及误差控制

500m口径球面射电望远镜(FAST)采用柔性索网作为反射面的支承结构,柔性索网结构的张拉过程模拟分析对于张拉成形阶段具有重要的指导作用.基于非线性有限元理论,针对FAST索网的结构形式和施工方案,提出了索网张拉过程的模拟分析方法.通过计算分析得到了索网在张拉过程中的位移和内力,计算结果验证了张拉方案的可行性.根据张拉过程中索网的内力变化,确定了FAST索网的误差调整方案.调索后,索力的实测值和计算值偏差在10%以内,说明调索效果较好.     

奥运0829训练场大跨度滑行索网结构施工技术

奥运0829训练场为第29届奥运会开闭幕式表演的训练场地,按原型尺寸模拟国家体育场屋盖结构的开口部分,其中所采用的高空滑行索网的设计及安装施工为该工程的难点。该滑行索网的最大跨度超过180m,采用高强镀锌钢丝绳,既承担了训练表演中"滑索"的作用,同时也起到了稳定主体钢结构的作用。介绍了该滑行索网结构的现场安装施工技术。     

国家天文台500m口径天文望远镜索网安装施工

国家天文台FAST工程索网结构是主动反射面的支撑结构,是实现反射面主动变位的关键点,制作安装工艺要求极其严格。其共包括2 225个主索节点、6 670根主索和2 225根下拉索,总重约1 300t。索网主索索长误差要求控制在±1mm以内,达到索长的0.1‰精度要求,且处于无应力长度安装。由于地形条件复杂,所有安装工作均在空中完成。为此,研制了能够高斜度爬升的挂篮等专用的施工装备。根据工程实际情况,索网安装按对称轴划分为5+1个区域,中心区为索网中心80m范围,先行利用支撑胎架独立安装索网;然后周边5个主区同时同步对称在空中施工。其中,施工通道为固定索道,承受较大荷载,施工索道则随安装进度不断转移。主索安装完毕后,通过边缘150根拉索调整以及张拉下拉索,调整索网成型。索网安装从2014年4月15日开始,至2015年2月5日结束,工程质量符合设计及规范要求,保证了500m口径天文望远镜安全、便捷、快速有效的安装。     

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...     

柔性索网屋面荷载置换施工技术

国家速滑馆作为世界首个“双奥之城”的标志性建筑,采用了世界最大跨度正交双向单层马鞍形屋顶：屋盖采用柔性索网体系,屋面材料采用金属。为了解决这种新型屋盖中索网和屋面的变形协调问题,提出了一种适用的柔性索网屋面荷载置换施工技术。施工时先对索网结构进行张拉,完成后在索网上吊挂IBC水箱,以提前将屋面荷载施加在索网结构上,然后在有初始荷载作用的条件下安装屋面,从而为新型屋面的高精度安装创造条件。在屋面安装过程中,将逐步有序地卸载预挂的IBC水箱,从而实现屋面荷载的置换。结果表明,本施工方案既能满足设计对屋面荷载的施加要求,又能实现经济环保的目标,可为同类工程的施工提供参考。     

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。     

通风管道新型外层防火结构探讨

针对现有镀锌金属板件通风管道加装硅酸盐防火板包覆时重力荷载增加、风管容易变形、防火性能易受影响等问题,探讨采用通风管道新型外层防火结构,将硅酸盐防火板固定于特制的固定结构上,固定结构与风管法兰、风管吊杆相连接,既安装固定防火板,又承担风管和防火层的自重,能够形成较好的防火保护,确保原有风管结构强度和安全性不受影响,在工程实践中具有一定的应用价值。     

柔性风管在通风空调工程中的应用

简介柔性风管的特．入，并提出柔性风管的安装工艺、注意事项及改进建议。     

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。     

柔性边界索网结构受力分析

提出了一种以索桁架为柔性边界的索网结构,采用ANSYS有限元分析软件对其进行有限元计算,并与一般索网结构的受力性能进行了比较,分析结果表明,柔性边界索网结构受力合理,经济性能优越。     

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。     

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.     

某玻璃采光顶支承结构设计与施工过程模拟分析

在玻璃建筑中,单层索网用于屋面采光顶时很难做到大空间,因为水平布置的单层索网采光顶很难满足大跨度对刚度的要求.结合北京某建筑玻璃采光顶支承结构方案,提出一种多次杂交的结构支承体系,即单层索网+张弦梁杂交支承结构,以提高单层索网在其面外的刚度,然后对单层索网、张弦梁及杂交整体支承结构体系的设计指标进行了研究.另外,对本工程施工全过程进行模拟分析,包括张弦梁的安装、单层索网拉索的张拉、玻璃的安装等.     

国家速滑馆适应索网变形的柔性屋面构造体系研究

国家速滑馆采用马鞍形双曲屋面造型,选用单层双向正交索网作为主体屋面的结构支撑体系。索网是典型的柔性结构,其上的屋面构造的柔性变形能力是研究的重点。依据研究成果,设计首先采用由若干个相互独立的单元板块平铺支撑在索网上,形成柔性屋面结构基层,其次采用高分子卷材及隐形变形缝构造形成柔性防水面层,从而研发一种能适应索网变形的柔性屋面构造。     

我国FAST工程索网安装成功

<正>近日获悉,我国500m口径球面射电望远镜工程(简称FAST工程)索网制造和安装工程顺利完成,这意味着该工程在关键技术难点上实现了突破。位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县的500m口径球面射电望远镜是目前世界最大单口径射电望远镜,2011年开始建设,预计2016年建成,建成后将成为世界级射电天文研究中心。据介绍,索网制造与安装工程是FAST工程的主要技术难点之一。FAST索网是目前世界上跨度     

柔性边界预应力索网结构设计与施工

结合天津一汽成品车停放场悬索工程,介绍以双向多跨连续、轴线柱间以柔性索组成的劲性索桁架为柔性边界的索网结构,运用有限元分析软件对其进行非线性有限元分析与设计计算,介绍其施工安装方法。     

FAST 30 m模型整体索网结构试验研究

对500m巨型射电望远镜(FAST)的30m模型反射面整体索网支承结构从初始预应力态的形态确定、工作态的模拟及荷载态分析等角度对索网结构进行详细的性能研究与优化设计;为满足望远镜对反射面成形高精度的特殊要求,对模型反射面整体索网支承结构的加工、制作及安装采取一系列的保证措施,同时利用有限元数手段采用逆向分析法对索网结构张拉方案进行优化,并对成形全过程进行数值模拟,指导实际的成形过程;对最终试验结果进行分析,表明采用整体索网结构作为反射面的支承结构是切实可行的,其成形精度可以达到望远镜的功能要求,同时也证明本文所采取的初始形态分析方法、成形全过程模拟方法及成形方案是正确的,所采取的保证结构精度的系列措施是有效的.     

索网结构的弹性冗余度分析

主要介绍索网结构弹性冗余度的定义及其理论分析过程.冗余度的定义为可用的方程个数比求解时所必需的方程个数多出来的个数.索网结构属于柔性张力结构,不同于传统刚性结构,柔性张力结构的刚度主要由预应力提供,其刚度可分为弹性刚度和几何刚度,预应力主要影响几何刚度.索网的冗余度可分为弹性冗余度和几何冗余度,分别对应它的弹性刚度和几何刚度.本文通过对势能方程求解微分,得到索网结构的平衡方程、物理方程和几何协调方程,再将几何协调方程线性化,代入平衡方程和物理方程,推导弹性冗余度的计算公式,并采用MAT-LAB编程实现这一算法.最后通过算例,分析索网弹性冗余度的特性,得出一些有用的结论,对工程应用有一定的指导意义.