次索網(wǎng)支承屋面索穹頂結(jié)構(gòu)性能和成型關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、從國內(nèi)外近幾年大跨結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)來看，輕型和新穎的張力結(jié)構(gòu)是國內(nèi)外大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢之一，索穹頂結(jié)構(gòu)以其新穎的結(jié)構(gòu)造型、巧妙的構(gòu)思，一經(jīng)問世便引起了建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的青睞。
　　 傳統(tǒng)的索穹頂屋面一般采用膜結(jié)構(gòu)，其具有很好的跨越性能，且自重輕、部分透光、柔性大。但膜結(jié)構(gòu)價(jià)格較貴，且保溫性能和抗環(huán)境污染能力較差，在一些環(huán)境污染地區(qū)難以適用。玻璃面板、彩鋼板等傳統(tǒng)剛性屋面材料，能避免一般膜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，但剛性屋面的跨越能力小，需

2、增設(shè)次結(jié)構(gòu)來支承屋面，中國大陸第一座索穹頂——無錫索穹頂采用在主結(jié)構(gòu)上鋪設(shè)屋面檁條的方案。而太原煤炭交易中心索穹頂則借鑒一般結(jié)構(gòu)豎向玻璃幕墻的設(shè)計(jì)，創(chuàng)新地利用上層次索網(wǎng)體系來布置剛性玻璃屋面。本文針對次索網(wǎng)支承屋面索穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的若干關(guān)鍵技術(shù)，以太原煤炭交易中心索穹項(xiàng)工程為背景，進(jìn)行了分析研究。
　　 文章首先根據(jù)次索網(wǎng)支承屋面索穹頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，基于非線性有限元分析方法，對結(jié)構(gòu)主次索網(wǎng)的協(xié)同工作性能進(jìn)行了分析。對比純索穹

3、頂結(jié)構(gòu)和含上層屋面次索網(wǎng)的索穹頂結(jié)構(gòu)兩種模型，在滿跨均布荷載和非對稱荷載作用下的不同響應(yīng)，考察了次結(jié)構(gòu)索網(wǎng)對索穹頂主體結(jié)構(gòu)帶來的力學(xué)性能影響。
　　 基于索穹頂結(jié)構(gòu)施工成型的難點(diǎn)，在對國外已建索穹頂?shù)氖┕し椒ㄟM(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，介紹了改進(jìn)的索穹頂結(jié)構(gòu)施工成型方法——“索穹頂無支架提升索桿累計(jì)安裝張拉成型方法”。同時(shí)，對太原煤炭交易中心次索網(wǎng)支承屋面索穹頂結(jié)構(gòu)的施工總體方案及施工環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
　　 采用

4、“確定索桿系靜力平衡態(tài)的非線性動(dòng)力有限元法(簡稱NDFEM)”跟蹤太原煤炭交易中心索穹頂結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工過程，模擬分析施工過程中結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。同時(shí)將張拉施工中現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析值進(jìn)行了對比研究，進(jìn)行理論與實(shí)踐的比較。
　　 由于上層屋面次索網(wǎng)引入，太原索穹項(xiàng)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量及構(gòu)造相對一般結(jié)構(gòu)要繁瑣且復(fù)雜許多。另外諸如屋面環(huán)索等一些拉索，在節(jié)點(diǎn)處存在著一定的折角，這就要求其連接索夾提供可靠的抗滑力。如若索夾抗滑力不足將會(huì)導(dǎo)致索夾在脊索