临沂奥体中心体育场车辐式单层索膜罩棚结构设计

临沂奥体中心体育场罩棚采用车辐式单层索网结构,上覆PTFE膜。对其外环受压桁架方案、索网大变形情况下附属结构及其与索网连接安全性、屋面排水方案等进行了专项研究。研究结果及采取相应措施如下:变宽度的外环受压桁架可减小索网尺寸、缩小内外环形状差异,改善外环受压桁架自身及斜柱受力;荷载作用下单层索网变形较大,竖向位移超过规范限值,为此从《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)限制结构变形的本意出发,通过一定构造措施保证了附属结构及其连接能适应结构大变形。最后,针对马鞍形屋面特点,采用场内场外排水相结合,局部设置附加排水口等措施,保证屋面排水顺畅。     

车辐式张拉结构体型研究与设计

掌握车辐式张拉结构的找形方法和了解体型对结构受力性能的影响,是设计该类轻型屋面的关键,为此结合理论推导和数值模拟方法对这两方面展开研究。首先,引入力密度法用于结构初始平衡态的确定,提出“由形找力再找形”的思路,从而避免了拓展力密度法收敛性差的缺点,成功实现了马鞍形车辐式张拉结构的找形分析。然后,分别从内外环平面投影、外环空间形态以及索桁架形式等多个角度对单、双层车辐式结构的体型进行比选,分析不同体型结构的适用性和结构刚度的主要影响因素。研究结果表明：内外环形状相似对车辐式结构最为有利;马鞍形外环的高差对结构刚度影响很小;凸索桁架能有效提高结构刚度,但应注意避免侧向失稳。     

轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术研究

为研究适用于体育场建筑的大开口轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术,以乐山奥体中心体育场为研究对象,介绍了结构构形,分析了自重与预应力作用下结构的力学特点,提出了整体牵引提升、分批张拉锚固的总体成形方法,并采用非线性动力有限元分析方法,对比优选了径向索张拉的最后锚固批次和双层索网撑杆的安装时机,进行了全过程张拉成形分析。结果表明：混合索网结构与单层和双层索网结构受力特点存在较大差异,径向索索力最大值出现在单层索网区域两侧,索夹两侧环索索力最大差值出现在单双层交界处;为减小径向索张拉锚固力值和索夹两侧环索索力差值,确定径向索的分批张拉锚固顺序为上径向索、单径向索、下径向索,并确定在分批张拉锚固上径向索之后,张拉锚固单径向索之前安装撑杆;全过程张拉成形分析结果验证了成形方法的有效性和安全性,研究成果已成功应用于实际结构中。     

索穹顶结构张拉找形与承载全过程仿真分析

索穹顶结构的预应力张拉过程是几何体系由机构变成结构的过程。首先,从预应力施工张拉方式实现既定结构成形态、确定结构成形态满足正常使用和安全要求、优化预应力度选定合理结构成形态三个方面,应用重启动计算分析方法,对索穹顶结构进行预应力张拉找形及承载全过程仿真分析。分析表明,采用不同的预应力张拉方式可以达到相同的既定成形态,这为制定预应力张拉施工方案创造了灵活的技术空间。其次,通过对索穹顶结构在不同预应力度下承载全过程仿真分析,得出工程采用的预应力度是安全合理的,并提出结构设计各阶段体系弹塑性性能指标。最后,针对不同跨度索穹顶结构,通过确定结构初始几何形态的初始预应力度P0,以P0为基本模数分析不同预应力度下结构的弹塑性性能,得出索穹顶结构初始预应力为（7.5～10）P0的设计方法。以上研究方法和结论在我国大陆地区首座大跨度索穹顶结构工程--内蒙古伊旗全民健身体育中心工程中实现应用。     

深圳宝安体育场索张拉结构精度控制的若干措施

深圳宝安体育场索膜结构采用车辐式索张拉结构与膜结构的组合,其中车辐式索张拉结构采用预应力全封闭钢索,膜结构采用PTFE玻璃纤维膜材料.体育场的外环为马鞍形状,结构体型复杂,钢索的长度全部不可调节,显著加大了工程设计及施工难度.为达到设计方对施工成型后的结构精度要求,在深化设计中解决了恒载及预应力下整体模型重建、钢结构安装状态和制作状态的模型制作、钢索索长确定等课题.施工过程中通过对钢索的标示线管理、索夹的高强螺栓预张力管理、36点同步张拉及4点同步张拉的实施管理,保证了工程质量,达到了设计的精度要求.通过对最终施工形态与设计形态的比较分析,得出了在钢结构的制作安装误差、钢索的制作安装误差满足设计要求的情况下,采用定长索的做法可以满足设计要求的结论.     

大跨度索穹顶新型索撑节点模型试验及性能分析

索穹顶结构的刚度是由索系预应力实现的,预应力损失对结构的安全性具有重要影响,而环索与撑杆相连的索撑节点设计与施工是保证环索实现预应力有效传递的关键技术。以内蒙古伊旗全民健身体育中心大跨度索穹顶结构工程为背景,研发了引入滑动轴承的新型索撑节点,从本质上改变了节点的受力特性,从而减小摩擦损失。通过分析索撑节点的几何构造,对预应力摩擦损失的计算方法进行研究。采用ANSYS对环索和索撑节点进行带摩擦的非线性接触有限元分析,通过模型试验监测数据反算预应力损失,将设计计算结果与实测数据分析结果进行对比。根据研究结果对索穹顶的索撑节点提出如下建议:索撑节点的加工制作应采用精密加工,确保节点几何尺寸严格满足设计要求;在保证加工制作精度和施工质量的情况下,索撑节点预应力损失设计取值为3%~4%。     

虚拟调索法在钢筋混凝土系杆拱桥施工中应用

针对某钢筋混凝土拱桥在施工过程中出现的吊杆索力实测值与理论值相差较大的情况,采用虚拟调索法在模型中模拟此时的状态,进行二次调索得到优化索力值,将其应用于实桥中,得到最终理想结果,经分析研究,此方法可行且具有一定的实践意义。     

济南唐冶新区体育中心屋盖桁架结构设计与分析

济南唐冶新区体育中心主体结构采用混凝土结构,屋盖和墙面支撑体系采用钢结构。对屋盖桁架结构设计中风荷载的取值、屋盖结构的强度、刚度和稳定性分析、主要构件的计算等方面做了深入的工作。对大直径钢管汇交处的节点进行了设计,提出相关连接方式。对结构分缝提出了在连接板开椭圆孔的构造方法,可为此类桁架结构的设计与优化提供参考。     

葵花三撑杆Ⅱ型索穹顶结构预应力态确定、参数分析及试设计

提出一种新型葵花三撑杆Ⅱ型索穹顶的结构构形,该结构不沿用Fuller拉索海洋与压杆孤岛传统意义上张拉整体构想,而是在下弦节点处采用了3根撑杆交汇的布置方案(Ⅱ型),可使一道环索管辖两圈脊索,上弦网格数不变时斜索和环索可减少一半,提高张拉施工便易性,并改善局部及整体结构的稳定性.根据节点平衡方程,推导了葵花三撑杆Ⅱ型...     

型钢混凝土结构的设计与施工

对型钢混凝土结构的主要设计方法进行了分析,对我国两部规程中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力、偏心受压构件、剪力墙和梁柱节点的计算理论和计算方法进行了比较分析,并对型钢混凝土结构施工要点进行了讨论,以供工程设计与研究参考。     

大开孔单层椭球网壳-组合楼板混合结构设计及稳定性分析

本文以九寨沟甘海子国际会展中心展厅结构为工程背景,介绍了单层椭球网壳-组合楼板混合结构的分析设计过程。首先,采用相贯节点的计算理论,对该工程采用的鼓节点的设计进行了详细论述。此外,本文采用子空间迭代法对该混合结构进行了特征值屈曲分析;采用非线性有限元理论,结合N-R法和柱面弧长跟踪技术,对该结构进行了考虑初始缺陷的非线性全过程分析;并采用估算公式进行了校核。计算结果表明,特征值屈曲分析结果是局部失稳的极限荷载,而非线性屈曲分析结果是整体失稳的极限荷载。对于有局部刚度薄弱的结构,采用非线性屈曲分析得到的极限荷载更为合理。