预应力索拱结构施工仿真与施工技术研究

某办公楼改扩建工程是在原结构顶部增加1层钢结构加层,屋顶采用预应力索拱结构形式。使用ANSYS软件对预应力索拱进行了施工仿真计算,分析预应力索拱结构在施工期间具有较强的非线性特性,根据仿真计算结果指导实际施工过程。还介绍了预应力索拱结构的施工技术,包括钢索张拉技术、应力监控技术等。     

中关村软件园巨型光盘预应力空间钢索结构张拉施工技术

中关村软件园软件广场光盘结构属车辐式双层索系,其中含径向索、斜拉索和缆风索共288根.本文主要从施工技术角度介绍钢索张拉顺序及张拉施工模拟分析,钢索张拉的具体步骤及采用的工装设备,钢索张拉监测.     

重庆市渝北体育馆弦支穹顶结构预应力施工技术研究

渝北体育馆屋盖的结构形式采用弦支穹顶结构,平面形状近似为倒圆角的三角形平面,结构形式新颖,预应力施工难度大.本文详细介绍了该工程的预应力施工技术方案,重点分析了五个方面的关键技术:钢索下料及撑杆偏移确定的方法、施工仿真计算分析、拉索布置及安装、拉索张拉以及施工监测.本工程采用张拉径向拉杆施加预应力,张拉过程中采取分级对称张拉的方法.对施工过程进行了详细的仿真计算分析,并根据实际得到的结构竖向位移、部分钢结构应力监测结果,进一步证明了张拉方案的合理性.本文所提出的预应力施工技术为类似的弦支穹顶结构预应力施工提供借鉴.     

中关村软件园巨型光盘预应力空间钢索结构张拉施工技术

中关村软件园软件广场光盘结构属车辐式双层索系,其中含径向索、斜拉索和缆风索共288根。空间索系张拉施工难点是各类索的受力相互影响,一根索内力的改变将带来其他索力的连锁变化。针对此难点对钢索张拉顺序及张拉施工模拟分析、钢索张拉的具体步骤及采用的工装设备、钢索张拉监测,进行了科学的策划,最后取得了成功。     

吉林省速滑馆屋面钢结构预应力索拱体系施工技术

吉林省速滑馆屋面为桅杆式钢结构预应力索拱体系，钢结构吊装采取分段吊装并集合高空散装，穿插进行索结构挂索施工。然后进行钢索张拉，测试索应力，根据测试数据最后进行整体索张拉调整。     

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。     

中关村软件园光盘结构钢索张拉施工模拟分析

中关村软件园光盘结构属车辐式双层索系,其中含径向索、斜拉索和缆风索共288根。首先进行了考虑几何非线性和初始缺陷的整体稳定计算,进而从稳定计算角度介绍了各类钢索张拉施工顺序的确定过程。整个张拉步骤共分为163步,介绍了钢索张拉的具体步骤,分步进行张拉施工模拟验算的具体方法及采用的工装设备。钢索张拉顺利完成,最终误差控制在5%以内,证明了施工模拟分析的正确性。     

三门峡市文化体育中心预应力张弦梁施工技术

三门峡市文化体育中心会展部分钢屋盖采用单向预应力张弦梁结构,整个结构受力形式复杂,跨度大,索力控制难度大.对预应力施工方案进行比较分析,并确定采用两端同步分级张拉方案,还对预应力张弦梁下弦钢索进行索力优化,对施工过程的索力、结构变形和钢结构应力进行了仿真模拟分析.     

索穹顶结构多种预应力张拉施工方法的全过程分析

索穹顶结构的预应力张拉施工成形过程分析一直是国内外学者研究的热点和难点.本文结合国外已有工程预应力张拉施工方法和国内相关研究成果介绍,以一跨度为122m的索穹顶结构为例,提出了包括逐圈斜索张拉法、仅外圈斜索张拉法、逐圈竖杆顶压法、仅外圈竖杆顶压法、逐圈环索张拉法、仅外圈环索张拉法、逐圈斜索原长安装法等七种预应力张拉施工方法,并采用动力松弛法对采用各种预应力张拉施工方法进行施工模拟全过程分析,为实际索穹顶结构工程的张拉施工提供理论依据和技术支持.     

北京市建筑工程研究院

撑起国内首个索穹顶屋盖鄂尔多斯伊旗全民健身活动中心完成预应力张拉国内首个索穹顶结构工程——内蒙古鄂尔多斯伊旗全民健身活动中心完成预应力张拉施工。从视觉上看,屋盖部分犹如一把撑开的大伞,层层叠叠的钢索好像伞托,而上面覆盖的双层膜结构如同伞面。该工程屋盖部分采取了目前空间结构中用钢量最小、技术最为先进的索穹顶结构,直径达到71.2m,由北京建工院预应力所配合中国航空规划建设公司共同完成了索穹顶结构的设计,并独立完成了预应力张拉施工。     

大跨度索穹顶结构温度响应分析

根据鄂尔多斯伊旗全民健身体育中心大跨度索穹顶结构设计要求,采用有限元分析方法,分析了初始预应力和温度共同作用下节点位移和预应力索应力变化情况,研究了初始预应力对温度效应的影响,探讨合理张拉温度以及由于温度作用对初始预应力采取的适当补偿措施。研究表明：温度作用对索穹顶结构外圈索和外圈撑杆的应力产生不可忽视的影响,在设计张拉预应力度时,既要考虑施工张拉温度与下料温度不同的影响,又要保证正常使用状态下结构在温度作用下的安全;温度作用下预应力度对索穹顶结构静力性能的影响显著。     

聊城火车站站台无柱雨篷改造工程预应力拉索施工技术

聊城火车站2010年5月开始改造,新建的站台无柱雨篷为张弦梁结构,张弦梁施工采用半跨吊装高空对接的方法;预应力拉索采用独创性的高空滚轴导向牵引安装法,解决了拉索安装空间的局限性,保证了安装过程中与电气化铁路线接触网的安全距离。通过施工监测数据与仿真计算结果的比较,预应力的施加达到设计的预期要求,满足相关规范和标准的规定。同时提出,此类结构的预应力施工技术和特点,可为同类结构形式火车站雨篷的改造施工提供借鉴。     

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。     

东北师范大学体育馆预应力施工技术

东北师范大学体育馆采用预应力空间钢结构体系。从预应力施工模拟和施工两个方面进一步论证了此项技术在工程中的成功应用。根据结构特殊性,提出相应的预应力施工技术和特点,推广了此类技术的应用,并为其他类似工程提供依据。     

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。     

体外预应力技术在结构加固工程中的应用

结合工程实际,阐述了体外预应力加固技术的设计方法和施工工艺,包括体外预应力加固设计步骤、束形选择与优化、锚固节点和转向器的构造要求等。实践证明,体外预应力加固技术是一种经济适用、施工简单、效果显著的加固方法,值得推广。     

考虑预应力实施过程的预应力钢结构全过程优化设计

分析预应力实施过程对优化设计结果的影响,探讨预应力钢结构的全过程优化设计概念。在对预应力实施过程进行统一描述的基础上,建立预应力钢结构的全过程优化设计数学模型,并从索初始形变的角度出发,基于预应力钢结构的施工力学分析理论,探讨全过程分析的优化模型约束条件计算方法。最后,依据分级优化思想,将优化模型中的设计变量分为若干层次,构建优化模型求解的三级优化方法。算例结果表明,全过程优化设计方法具有较高的效率与良好的稳定性,能够考虑不同的预应力实施过程对优化结果的影响。如给定各次预应力阶段的张拉批次顺序,可同时输出相应的预应力阶段张拉控制力方案,从而实现结构设计方案与预应力实施方案的整体优化。     

国家体育馆双向张弦结构预应力施工模型试验研究

通过模型试验研究了国家体育馆屋盖双向张弦结构的预应力施加方法。从索力大小、钢结构应力和竖向位移及其变化幅度等方面对比分析了两种张拉方法的优缺点。最后得出适合国家体育馆的预应力施工方案,所得结论对双向张弦结构预应力施工方法具有实际借鉴意义。