组合网架结构预应力施工模拟分析与监测

对济南体校2号馆预应力组合网架进行了索张拉过程的施工模拟分析,并计算了张拉阶段的索张力控制值。采用振弦式应变传感器、电阻应变片、全站仪等测量仪器对预应力张拉过程中的索力、杆件应力及挠度进行了实时监测。试验表明施工监测数据和理论计算结果吻合较好。楼板全现浇预应力组合网架施工方法合理,结构具有良好的整体工作性能。     

检察官学院体育中心网球馆双向张弦梁预应力施工仿真模拟研究

检察官学院体育中心网球馆屋盖采用双向张弦梁结构,它属于半刚性结构,张拉前的整体刚度很小,施工过程中会产生较大的变形,结构的预应力和索力控制难度大,这给施工带来了许多困难。通过施工仿真模拟,研究了不同张拉级别和张拉顺序对结构的影响,确定了实际张拉工序,在实际施工过程中采用多种索力监测方法确保拉索的精确张拉。实践证明,施工中采取的张拉顺序和张拉级别能够保证施工质量;施工仿真模拟与实测数据吻合较好,对同类工程具指导意义。     

椭圆形大悬挑索承网格屋盖结构的整体同步张拉成型过程研究

徐州市奥体中心体育场屋盖空间曲面钢结构挑篷造型独特,悬挑达40m。整个屋盖结构的成型完全靠张拉预应力拉索来实现,具有拉索张拉力大、数目多、相互影响大、卸载后结构变形大的特点。结合徐州体育场项目建立计算模型,分析了椭圆形大开口索承网格结构的静力性能,模拟了整个屋盖体系的建造过程,得出了预应力拉索张拉过程中索力变化和结构变形的规律。结果表明:从预应力施加对结构系统最终影响的角度看,整体同步张拉径向索的成型方案切实可行,有效地指导了施工中预应力张拉的实时监测和施工调整控制。     

某预应力钢结构工程拉索张拉施工分析

预应力索张拉施工技术是预应力钢结构工程施工的关键技术之一,其张拉施工质量直接影响结构的成型状态。本文以某体育馆工程为背景,使用施工反分析法与张力补偿法两种分析方法对其弦支穹顶结构预应力索的张拉施工方案进行了模拟分析,分析结果显示,预应力索张拉完成后的索力值与设计值误差满足精度要求,验证了所采取的张拉施工方案的可行性。     

预应力影响矩阵法在网壳结构张拉控制中的应用

预应力网壳结构在张拉时索力互相影响,需要分级、多次张拉才能达到设计索力值,给施工带来困难。根据位移法原理和静力平衡条件,提出了张拉控制的预应力影响矩阵法。该方法通过计算预应力影响矩阵和竖向荷载下的索力值,建立相应的控制方程,求解各索在张拉过程中目标张力值对应的初始应变。利用预应力影响矩阵法对一工程实例进行了计算,结果表明:利用该方法计算出的初始应变对索进行一次张拉就能得到满足工程设计和施工精度要求的张力控制值,实现控制点相应位移的精确控制,验证了该计算方法的正确性和工程应用的可行性,可为类似工程的张拉控制提供参考。     

梅江会展中心钢结构施工中预应力内张拉模拟分析

对天津梅江会展中心屋架预应力结构和网架索结构的同步张拉过程进行模拟分析,分析验证被张拉的拉索下料长度以及拉索端部节点的强度是否满足要求,得到每次张拉过程中所需的张拉值及每次张拉完成后主体结构应力和变形值。采用该方法模拟预应力索张拉过程,可改善原张拉过程需不断调整张力的施工方法,极大地提高张拉施工的工作效率,降低施工成本。在张拉施工后表明,张拉后结构的实际值与张拉数值模拟的理论值较接近,因此本方法在张拉钢结构工程中可行。     

预应力空间网格结构张拉全过程的反馈控制研究

预应力张拉是确保预应力空间网格结构实现预期设计状态的关键,但施工误差的随机变异影响了张拉过程的可控性。为此,提出一种预应力空间网格结构张拉全过程的反馈控制方法。在考虑施工材料参数与几何参数误差的基础上,首先对基准结构模型进行概率有限元分析,获取误差结构响应与预张力控制方案的样本对;然后利用BP神经网络的非线性映射功能,以概率有限元分析结果为训练样本,构建结构响应与预张力控制值的关系模型;在实际的多阶段张拉过程中,基于前一阶段的实测结构响应数据,利用构建的神经网络关系模型预测下一阶段的张拉控制力。利用ANSYS软件的概率设计模块与MATLAB软件的神经网络工具箱,编制了反馈控制的实现程序,并针对预应力弦支穹顶结构的数值算例进行模拟分析。结果表明：利用建议的方法能够实现对预张力控制方案的动态调整,确保结构张拉完成时实现预期设计目标。利用一3 m跨弦支穹顶模型,通过误差可调节点对结构施加节点安装误差,基于实测结构杆件内力与节点位移,对结构模型的径向索张拉过程进行了索力反馈控制试验。结果表明：施工误差影响下,结构张拉完成时径向索力达到目标预应力值,验证了反馈控制方法的有效性。     

800m超大跨巨型斜拉下穿索承网格结构拉索布置及参数分析研究

对适用于800m超大跨度的巨型斜拉下穿索承网格结构的预应力系统进行了优化研究,提出并对比设置不同数量斜拉索的布置方案,得到较为合理的拉索布置方式.分析了下穿拉索方式对结构性能的影响,下穿拉索通过撑杆为中部结构提供弹性支承,使中部网格结构受力均匀.提出索承内拉环的改善方案,显著降低内拉环索力.采用逆迭代法对结构进行找形分析,获得合理的拉索初始预应力分布,有效控制结构初始态的位移.对不同的拉索初始预应力度进行对比分析,研究表明初始预应力降低会使结构刚度显著降低,但并不能降低拉索用量.最后对比分析了钢拉索和碳纤维增强复合材料拉索对结构性能的影响.     

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。     

环向悬臂索承网格结构预应力设计关键技术研究和应用

徐州市奥体中心体育场工程屋盖采用了新型杂交空间结构——环向悬臂索承网格结构,结构构造为开口形式,与弦支穹顶相似,径向钢梁变为悬臂构件,与周围结构通过销轴连接,这释放了悬臂构件端部弯矩,使钢拉索构件成为主要的受力构件,减小了悬挑梁的截面从而大大地减少用钢量。对本工程与预应力优化设计相关的关键技术进行了研究,包括钢拉索失效分析、预应力索夹节点的深化设计和抗滑移试验,并采用正搭法和倒拆法对预应力施工进行仿真分析等。结果表明,环向悬臂索承网格结构适用于超大型的体育场及其他公共建筑。