弦支穹顶结构体系及其结构特性分析

弦支穹顶结构体系是在单层网壳和张拉整体的基础上发展起来的一种新型空间结构。概述了弦支穹顶结构产生的背景和结构原理 ,归纳了弦支穹顶结构体系的研究现状 ,分析了预应力和矢跨比的影响。同时介绍了弦支穹顶在国内外工程实践中的应用 ,并提出了需要深入研究的一些关键课题     

弦支结构体系概念与分类

弦支结构明确定义了结构的各组成部分和特点:弦指结构下部犹如弓弦的拉索;支指结构中部起到支撑作用的压杆;结构是指弦支结构上部的具体结构形式。在介绍结构概念的基础上,将弦支结构分为平面型弦支结构、可分解的空间型弦支结构和不可分解的空间型弦支结构;提出弦支网架、弦支混凝土楼盖、弦支筒壳和弦支拱壳结构;结合相关研究成果,给出3种命名分类方案;建议将此类结构体系统一称为弦支结构体系,并按照结构概念明确和体系系统完整的原则对此类结构形式进行分类。     

弦支筒壳结构概念及应用

将弦支概念引入柱面网壳结构,提出弦支筒壳结构。通过分析弦支筒壳的结构组成,提出按照筒壳结构层数、筒壳网格形式的弦支筒壳分类方法。分析弦支筒壳相比单层筒壳结构所具有的优势。结合辽宁华福印染厂改扩建工程和天津大港干煤棚工程的概况和实际特点,分析采用弦支筒壳结构的可行性,论述弦支筒壳在这两个工程中的应用设计过程和取得的效果。     

弦支结构施工技术研究

弦支结构体系越来越多地应用于重要的公共建筑中,但目前国内外对弦支结构的施工技术方面的系统研究较少。对平面型弦支结构、可分解的空间型弦支结构和不可分解的空间型弦支结构的施工技术分别进行分析和总结,从索的张拉方式、钢结构的安装等施工技术方面进行较为深入的探讨,并指出不同类别结构的施工技术需注意和待研究的问题。     

大跨度弦支穹顶结构预应力张拉技术研究

通过对弦支穹顶结构的介绍,结合工程概况,阐述了该工程的技术难点和重点,探讨了预应力张拉路线及网壳找形过程,对张拉方法及张拉监测内容进行了分析,指出弦支穹顶结构是体育场馆钢结构工程的最佳选择.     

弦支网壳结构的静力分析

待建的安徽大学体育馆钢屋盖是由单层六角锥形网壳和索杆张拉结构组成的新型弦支网壳结构。应用有限元软件ANSYS对该屋盖结构进行了考虑几何非线性的静力分析,分析了单层网壳各组成部分对结构所起的作用及索杆结构对结构力学性能的改善作用,提出空间结构概念设计的几个方面,供结构设计参考。     

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。     

新型弦支刚架结构体系的设计与分析

结合某一实际工程,在对比研究梁柱节点连接形式对弦支刚架结构性能影响的基础上,确定了梁柱节点采用刚性连接的形式。针对风吸荷载较大的情况,分析了弦支刚架的预应力设计方法。鉴于弦支刚架的梁柱-拉索节点受力复杂,设计了补强型梁柱-拉索节点,并建立有限元模型分析其力学性能,验证了补强型梁柱-拉索节点受力的合理性。通过分析弦支刚架的整体力学性能,得到其力学分布规律,同时分析结果还表明,弦支刚架的刚度大,结构变形小。对比弦支刚架与普通门式刚架在相同荷载下的内力表明,相对普通门式刚架上弦梁的跨中弯矩,弦支刚架上弦梁的跨中弯矩减小了69.35%。     

弦支穹顶结构施工模拟研究

弦支穹顶是由上部单层网壳和下部张拉索杆体系组合而成的一种新型杂交空间结构,具有非常广阔的应用前景。在介绍弦支穹顶结构施工分析研究现状的同时,指出施工全过程分析中的关键问题是结构模型的几何确定和施加预应力的控制,并对模型试验进行研究,根据张拉单元、同时张拉点数、预应力施加水平等具体情况提出了2种张拉方案,并对理论值和实测值进行了对比。此研究可为弦支穹顶工程的施工提供参考。     

弦支骨架结构体系在上海某艺术中心的应用

弦支骨架结构是一种新型预应力空间结构体系,具有刚度大、自平衡、预应力体系设计及施工简单、体系简洁美观等优点,为建筑师提供了一种新的选择。在上海某艺术中心钢屋盖结构方案比选过程中,采用弦支骨架结构体系设计,很好地解决了挠度、温度应力、柱顶外推力等设计难题,屋盖基本达到自平衡,且主梁高跨比可达到1/50。介绍了包括体系组成、荷载工况、静动力性态和施工方案分析等设计过程。弦支骨架结构表现出优异的性能及良好的经济效益。     

预应力钢索桁架点支玻璃幕墙的索结构

预应力索桁架具有结构上的高效性和建筑上的美观性,常用作点式玻璃幕墙后的结构支撑。主要对预应力钢拉索点式玻璃幕墙中的索桁架结构设计的一些基本概念进行介绍。     

新式CT型索结构的研究

ＣＴ型（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ－Ｔｅｎｓｅｇｒｉｔｙ）索结构（简称ＣＴ结构）是在研究了张拉整体（Ｔｅｎｓｅｇｒｉｔｙ）结构（简称Ｔ结构）优缺点的基础上开发的一种新型索结构。它保留了Ｔ结构的优点,结构效率高于Ｔ结构,材料用量低于Ｔ结构,节点构造易实现,施工方法简单,屋面系统选型范围宽,造价较低。此结构属线性时不变系统。力学分析和结构设计较方便,是一种值得推广的结构形式。     

不锈钢在空间网格结构上的研究现状及工程应用

不锈钢具有耐久、耐腐蚀、耐火、耐低温、造型美观、维护费用低等优点,在空间领域得到越来越广泛的应用。目前国内对不锈钢基本力学性能的研究还较少,相应的不锈钢设计规范还在编制中。在介绍不锈钢材料的特点和分类基础上,总结了当前国内外对不锈钢的材料力学性能、轴心受力构件力学性能研究现状。对不锈钢焊接空心球节点的焊接性能、节点承载力以及不锈钢螺栓球节点的相关研究成果进行总结,对不锈钢在空间结构中的工程应用进行重点总结。最后对天津大学不锈钢四面体张拉整体结构的力学性能进行分析,并对不锈钢在空间网格结构的应用研究前景进行展望。     

索托结构在屋盖结构中的应用

介绍一种新型结构形式———索托结构在屋盖结构设计中的具体应用。在无支塔且建筑空间有限的情况下 ,索托结构解决了桁架挠跨比过大的问题 ,并且改善了整体受力状态。索托结构拉索效率高、跨度大、用钢量少、施工方便、工程造价低 ,是一种适用范围广的大跨结构形式     

点支承玻璃幕墙索桁架中索的预留应力的讨论

索桁架是点支承玻璃幕墙采用的主要结构形式之一。索桁架正常工作需要在索中保留一定的拉应力。为此对拉索中预留应力的确定进行初步探讨     

预应力索桁架点支式玻璃幕墙技术

预应力索桁架点支式玻璃幕墙是目前最先进的一种新型幕墙结构,改变了传统建筑的表现形式,通过建筑内外空间结构的有效融合,集建筑、功能、美观、实用等于一体,提高整体承载力,加大空间结构,造型美观富有时代感和生命力。     

平面型弦支结构体系及超越雪荷载下的弹塑性分析

平面型弦支结构体系是一种被广泛认可和应用的新型预应力大跨度结构体系。对平面型弦支结构在形态分析、静动力性能和施工过程分析等方面的研究现状及工程应用情况进行综述,指出关于平面型弦支结构弹塑性分析缺乏的现状。结合近年来频发的暴雪灾害,指出超越雪荷载下开展平面弦支结构弹塑性分析的必要性。在超越雪荷载作用下,数值模拟平面型弦支结构弹塑性极限状态的发展过程,得到平面弦支结构在全跨和半跨超越雪荷载作用下的屈服机制和失效机制,并给出其内力重分布规律和荷载传递规律,为实际工程在超越雪荷载下的分析和设计提供理论依据。     

异形索桁架结构浮动式连接可行性研究

针对异形索桁架特殊的结构形式,从拉索结构适应温度变化、对主体结构产生影响、应力及挠度控制和造价几个方面出发,提出异形索桁架通常的硬性连接和新型的两种浮动式连接方式,并对这3种方案形式的构造和受力分别做了分析,利用通用的有限元程序,对3种方案的结构形式在各种工况条件下分别进行静力计算和对主体结构产生影响的分析,同时对3种结构形式的动力响应进行分析,系统地对3种连接方案的异形索桁架从温度变化、对结构产生的影响、挠度控制和工程造价方面分别做了对比性说明,对3种索桁架的动力特性做了具体对比,提出合理的建议,可作为今后索桁架节点设计的参考。