弦支穹顶体系及其结构动力特性分析

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火灾下大跨度弦支穹顶结构的性能分析

火灾下大跨度弦支穹顶结构的性能分析
文章 编 号 : 0 9 0 9 2 1 ) 4 0 3 1 0 —0 2 ( O 2 O — 3 6—0 5
文献[] [] 4 与 5 的试 验 数 据 对 比情 况 , 图 1 示 。 见 所
弦 支 穹 顶 结 构 是 通 过 在 单 层 网壳 的下 部 设 置 竖 向 撑 杆 、 向 拉 索 和 环 向 拉 索 形 成 的一 种 具 有 较 强 跨 越 能 力 径 的 弦 支 结 构 。 由 于 撑 杆 和 拉 索 的 设 置 , 部 单 层 网壳 的 上
温 度, ℃
构 材 料 升 温 的 真 实 时 间历 程 , 用 考 虑 时 间积 分 效 应 的 采 非 线 性 有 限元 数 值 分 析 法 , 立 用 于 弦 支 穹 顶 结 构 抗 火 建 分 析 的 数 值 模 型 。最 后 , 过 分 析 大 跨 度 弦 支 穹 顶 结 构 通
消防 淫埝磺 究
火 灾 下 大 跨 度 弦 支 穹 顶 结 构 的性 能分 析
宗 钟凌 , 永福 何 ,李世 歌
( . 海 工学 院 土木 工程 学 院 , 苏 连 云港 2 2 0 ; 1淮 江 2 0 5 2 连云 港 市建 筑设 计研 究 院有 限责任 公 司 , 苏 连 云 港 2 2 0 ) . 江 2 0 0

攥 辖
型 意

整 体 刚 度 得 到 了 提 高 , 而 提 高 了 单 层 网 壳 结 构 的稳 定 进
性 ; 过 在 拉 索 中 引 入 预 应 力 , 得 单 层 网 壳 产 生 反 挠 通 使

度 , 小 了上 部 单 层 网 壳 在 荷 载 作 用 下 的 最 终 挠 度 和 对 减
抗 火 的影 响 。 分 析 结 果 表 明 : 火 灾 作 用 下 , 在 大跨 度 弦 支 穹 顶

大跨弦支穹顶结构的动力特性分析

大跨弦支穹顶结构的动力特性分析
抗震设计 的框 架梁支座 下部钢 筋实 配量相 当多 。因此梁 支座 受 起高度 注意。
拉钢筋的实际应力小很 多 , 相应 电算结果 的裂缝 宽度必将大 了许 参考 文献 : 多 。梁跨 中截面配筋电算是 按矩形截面单 筋梁计算 的 , 浇梁实 [ ] G 0 1 —0 2 混凝土结构设计规 范[ ] 现 1 B 50 02 0 , s. 际均 由楼板形成 T形梁 , 框架梁抗 震或非抗 震设计跨 中均 由一定 [ ] 靳元峻 , 2 都紫 阳. 筋混 凝土 结构裂缝 控 制综述 [] 山西建 钢 J. 数量的上部受压钢筋形 成 双筋粱 。这 样粱 跨 中受 拉钢 筋 的实际 筑,0 7 3 ( 1 :36 . 2 0 ,3 1 )6 —4
1 分 析模型
文中以国内某大型体 育馆 的钢屋 盖为分析模 型 , 见图 1 。该 钢屋盖为 弦支穹顶结 构 , 结构 在空 间上呈椭 球体 , 构投 影 的椭 结
圆长轴 14 0 I 1 .8I, X 短轴 7 .4I, 构矢高 2 .8m。结构上部 网 60 I X结 1 0
更好 的了解 弦支穹 顶结 构 的动 力 特性 , 同时 对上 部 的单 层 网壳 壳为单层网壳 , 中心部 位的 网格 形式 为凯威特 型 ( ) 外 围部 ( 其 K8 、 不考虑索撑体系作用 ) 进行了模态分析 ( 见图 2 。 ) 位的 网格形式为联方型 ; 下部 的索 系为 L v 系 , ey索 由环 向索和 径 表 1 拉索初始预应力 k N
O 引言
法 (u sae to ) 用子空 间迭 代技术 , 用 自适应 的雅克 比 Sbpc h d使 me 采
由于使用 完全 的 [ 和 [ ] 该方 法非 常 的精 确。 同样 的 K] M , 对结构 物进行 动力反 应计算 , 般需 首先进 行模 态分 析 , 一 以 矩 阵 , 原 因 , 个 方法 比较 于 R ue 法来 说耗 费 的计 算机 资 源 比较 这 d d ec 确定结构物 自身的动力特性 , 自振频率 、 阶振型 ; 如 各 模态分析 也

新型弦支穹顶结构分析与设计

新型弦支穹顶结构分析与设计

新型弦支穹顶结构分析与设计弦支穹顶结构是一种由弦组成的平支撑结构特殊形式,其特点是外部形式美观极佳,具有抗风、抗压抗弯结构,而且表面质地完美,这种结构能够被广泛的使用于场馆的设计,例如体育馆,以及其它装饰类建筑。

从力学角度来看,弦支穹顶由一组无结而又呈曲率的弦组成,能够使结构的自重发挥抗压的能力,从而达到满足表面抗弯的目的。

而且由于弦两端固定,所以结构不能产生任何动态效应,所以结构也极易被大量应用。

新型弦支穹顶结构可以将采用了微小体积、重量轻、构造几何形状复杂的元素,在穹顶的整体构造中,这些元素的形态可以组成更大的空间曲面,从而赋予了弦支穹顶结构更大的灵活性和更多的设计元素。

当设计一个新型弦支穹顶结构时,应该首先考虑其结构力学性能,它的抗压、抗弯和抗滑移性能,以及在必要时要考虑其强度、可靠性和结构稳定性,其次要考虑弦支穹顶结构的形式,它的重量、特殊截面,以及选择结构材料和构件抗裂,抗冻性等的机械性能。

新型弦支穹顶结构的设计首先依据结构的特性,采用适合的计算方法和计算工具,结合工程实践经验,结合工程实际情况,综合考虑地质地质条件,确定所需弦支穹顶结构的型号、截面及其相关参数,并分析计算弦支穹顶结构的抗压、抗弯强度、稳定性及其结构的各种力学性能指标,以及它们在穹顶系统内部分布情况等。

在建筑构造过程中,应用新型弦支穹顶结构的方式有模板和叠加的方式,模板的塑形过程是施工中重要环节,要严格把控模板的正确安装和夹紧度,确保各模板构件无法滑移。

为了更好的利用材料特性,并合理组织支承构件,采用穹顶节点连接及网型连接要求,确保穹顶结构在一定范围内是固定状态,以确保结构可靠稳定性。

当在安装新型弦支穹顶结构时,还要注意安装条件,确保在构建过程中结构的稳定性,确保稳定性的保证不能仅靠立柱、横梁或支柱等纵横向构件,安装时需要均匀布置横杆来支撑结构以维持穹顶整体的构造及构件的稳定性。

弦支穹顶结构动力稳定性分析方法

弦支穹顶结构动力稳定性分析方法

i —p n rt sw r n z d rs e t l . h eut s o t tu d rdf rn es x i i s r e s a a o e ea ay e ep ciey T e rs l h w a n e iee ts i c e ctt n , s i l v s h mi ao
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联方-凯威特型弦支穹顶静力特性参数分析

联方-凯威特型弦支穹顶静力特性参数分析

收 稿 日期 :0 00 —2 2 1—60
作者简介 : 屈讼 昭(9 7 , , 1 8 .)男 西安交通大学人居学院土木工程 系硕士研究生 , 陕西 西安
第3 6卷 第 2 8期 2010年 10 月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHn ’ ECr【 E 瓜
V0 . 6No 28 13 .
O t 2 1 c. 0 0
・1 ・

专 家 专 稿 ・
文 章编 号 :096 2 {00 2 —0 10 1 0 8 5 2 1 }80 0 —2
在矢跨 比为 0 1 , . 时 两者之 间的差值为 5 .2k 当矢跨 比 93 N; 为 02时 , . 两者 之间 的差值为 1 .0k 3 9 N。可见 , 当矢跨 比较小 时
见图 3 。 ) ( 图 1 。杆件为 圆钢管 , 见 ) 上部单 层 网壳 部分 采用截 面 2 9×8 弦支穹顶的优越性更加 显著 ( 9 , 随着矢跨 比的增加 , 弦支穹顶对杆件 内力均匀化 的效果越 明 下部支撑 竖 杆采 用 钢 管截 面为 2 9×7 斜 向拉 杆 采 用 钢 拉杆 1 , A 0 环索采用半平行 钢丝 束 A7×7 。钢管 的 弹性模 量 为 E= 8, 3 显, 弦支穹顶上部单层网壳结构杆件 的最大 内力 与单层 网壳杆件 2 0 ×1¨N/ 2索 的弹性模 量为 E=1 9×1n N/ , 部单 最大内力 差值越 大。因此对于从提高杆件 受力均匀性这点来说 , .6 0 m, . 0 m2上 弦支穹顶改善矢跨 比较 大的单层 网壳 的作用更加明显。 层网壳 节点采用刚接 , 下部竖杆与 网壳 的连接节点 和竖 杆与索 的
联 方一 凯威 特型 弦 支 穹顶 静 力特 性 参 数 分 析

几个大跨度弦支穹顶结构的比较与分析

几个大跨度弦支穹顶结构的比较与分析

几个大跨度弦支穹顶结构的比较与分析汇报内容一、弦支穹顶的结构特点二、结构组成对比与分析三、施工方案对比与分析四、小结一、弦支穹顶的结构特点结构特点弦支穹顶结构又称之为索承网壳结构,是传统的单层或双层网壳结构和索穹顶结构结合的衍生物,它综合了单层网壳和索穹顶结构优良性能于一体,是一个由单层或双层网壳代替索穹顶的上层索网后形成的一种新型杂交结构。

弦支穹顶结构通过下层索系、上层刚性网壳和竖向撑杆共同工作而承受外部荷载,结构通过对下层索系(径向索和环向索)施加预应力而为结构提供足够的竖向刚度,并在结构内形成水平作用自平衡的结构体系。

二、结构组成对比与分析典型工程近几年来国内对弦支穹顶结构进行了比较多的理论分析和试验研究,已经建成的弦支穹顶结构也不少,近几年建成的有:武汉体育中心体育馆(115X135m)、济南奥体中心体育馆(122m)、常州体育会展中心体育馆(120X80m)、北京工业大学体育馆(93m)、三亚体育中心体育馆(76m)、安徽大学体育馆(76.2m)等,我有幸参与了其中四个工程的施工。

这里将对其中体系、外形、施工方法上均有代表性的三个工程的施工技术做一个简要介绍。

安徽大学体育馆钢屋盖平面为边长44m的正六边形,对边距离为76.2m,正六边形柱网外接圆直径为88m,最大挑檐长度6m,屋盖最大高度11.55m;屋盖中央设置边长12m正六边形的采光玻璃天窗。

屋盖上层为箱型构件的正交正放网壳(中间采光顶为凯威特型),下层索系为4道环索、6道径索和撑杆组成,六边形的每边设置6个支座,在采光顶的正六边形周围和结构外沿正六边形周围分别各设置了一圈封闭的三管桁架,外沿的封闭桁架。

以人为本科技为先精工钢构集团JINGGONG STEEL GROUP 安徽大学体育馆斜拉杆斜脊梁撑杆环索以人为本科技为先安徽大学体育馆++单层网壳支承索系与撑杆边缘支撑构件以人为本科技为先常州体育馆体育馆平面为椭圆形,长轴为120米,短轴80米,屋盖矢高23米。

弦支穹顶结构设计分析2

弦支穹顶结构设计分析2

弦支穹顶结构设计分析来源网络作者:彭添刘振华刘祥字发布于2012/12/22 16:53:29 评论(0)有16人阅读1 工程概况三亚市体育中心(三亚市中等职业技术学校二期场馆)位于海南省三亚市,西临师部农场路,南接金鸡岭路,东靠东岸北路,北侧为技术学院一期工程用地,由体育馆、体育场、游泳馆三部分组成,是三亚市及职业学校新校区的标志性建筑群。

体育馆总建筑面积12 764.8 m2,总座位2 934席;屋盖覆盖面积6 550 m2,采用预应力弦支穹顶钢结构体系。

游泳馆总建筑面积4 621.3 m2,337座,屋盖覆盖面积3 700 m2,采用焊接球空间网架结构。

体育馆主馆钢结构屋盖形状为圆形,直径为75.36 m,屋盖矢高为8.288 m;整个屋盖覆盖面积为3 700 m2。

屋盖采用弦支穹顶结构体系。

该结构体系由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成,上部单层网壳网格布置形式为Kiewitt型;下部弦支索杆体系以肋环型布置,设置3道环索,径向为钢拉杆;其中撑杆采用圆钢管,上下端铰接。

该结构具有用钢量小、结构轻盈、钢结构构件截面类型少的特点。

计算简图如图1所示。

本工程索承单层网壳屋盖,除具有一般索承单层网壳的结构特点外,还具有以下特点。

1)网壳矢高为8.288 m,矢跨比为8.288/75.36=0.11。

网壳矢跨比不大,屋盖刚度一般,在施加预应力后,其网壳面外刚度有较大提高。

2)屋盖结构与下部混凝土结构采用三向铰支座。

3)在使用阶段,结构主要受力状况为:环向杆和拉索受拉,径向杆和撑杆受压。

而在预应力张拉阶段,除索受拉外,网壳各杆件和撑杆均受压。

4)在撑杆下节点处,撑杆、环索和径向钢棒的内力相互平衡,其中环索内力最大,撑杆内力最小。

改动其中任何一个构件的内力,其他构件的内力也相应改变。

5)索承单层网壳屋盖为圆球形,且各方向上的结构布置较为均匀,因此结构受力比较均匀,内力变化幅度比较小。

6)对结构的构件布置情况及传力特点的分析得知,中心处由环向索、径向钢棒、竖向撑杆及钢管网壳组成的屋盖可以作为一个自承重的结构受力单元;其内力通过外层钢管网壳传递至下一圈由环向索、径向钢棒、竖向撑杆及钢管网壳组成的结构单元,此单元不能自承重,而是通过与上一层结构单元联合组成能自承重的结构受力单元。

联方凯威特弦支穹顶结构动力特性及参数分析

联方凯威特弦支穹顶结构动力特性及参数分析

s p o tl g u p r—e .Th a u a r q e c f h tu t r a d y a f c e y t e p e te s u sg e t fe t d b h e n t r lfe u n y o e s r c u e i h r l fe t d b h r s r s ,b ti i r a f c e y t e t s t a
此 外 , 构 的 自振 特 性 还 可 以 衡 量 结 构 的 质 量 和 刚 结 度 是 否 匹 配 , 度 是 否 合 理 。在 当 前 全 球 地 震 频 发 , 刚
部 支撑竖杆采用 截面 + 1 ×7 斜 向拉 杆采 用 钢拉杆 29 , 4 O 环索采用 半平行 钢丝束 4 ×7 。钢管 的弹性模 ) , 8 ) 7 3 量为 E一2 O ×1 “P , 的弹 性模 量 为 E一 19 .6 0 a索 .× 1 ”P , 0 a 上部 单 层 网壳节 点采 用 刚接 , 下部 竖杆 与 网 壳 的连 接节 点 和 竖 杆 与索 的 连接 节 点 都 采用 铰 接 。 上部单 层 网壳 杆件 采 用 B a em 4单 元 , 部 支撑 体 系 下 径 向拉 杆 和 竖 向 撑 杆 采 用 Ln ik 8单 元 , 索 采 用 环 Ln 0单元 。支撑 方式 为 周 边 固定 铰 支 支撑 , 载 i 1 k 荷 采用 恒荷载 为 1k m , 荷载 分 两种 形 式施 加 : N/ 2 活 一 种是 满跨布 置活荷 载 , 小为 1k / ; 一种 是半 大 N m 另 跨布 置 活 荷 载 , 小 为 2k m 。预 应 力 水 平 T一 大 N/ 2
设 计 参 数 找 出影 响 自振 特 性 的 因 素 。 结 果 表 明 , 方 凯 威 特 弦 支 穹 顶 是 频 率 密 集 型 结 构 , 构 的 刚 度 要 大 于 同 等 联 结

弦支穹顶施工技术介绍(黄明鑫、陈焕军)

弦支穹顶施工技术介绍(黄明鑫、陈焕军)

常州体育馆—拉索的安装
径向索安装方案:径向索由塔吊协助吊放至安装平 台后,先将索的可调端与撑杆上节点的单耳板销接, 然后采用“溜索法”安装径向索,将索的不调端与 撑杆下节点的铸钢索夹耳板销接。
常州体育馆—拉索的安装
环向索安装方案:HS-2~HS-6安装采取边放边装 的安装方法,即环索垂直牵引至操作平台后随即 进行环索水平牵引,待每段环索就位后按照索夹 标记位置(在工厂制索时已按索拉力进行位置标 定)进行环索安装。HS-1吊装就位后,直接进行 水平牵引、就位安装。
φ203×10,φ152×10
下斜索由外到内初始预张力分 别确定为:1800,1000, 500,250,100
径 向 :φ245×8 、 φ273×16 , 环 向 : φ351×10 、 φ351×16,材质Q345B
抗拉强度1670MPa的半平行钢 丝束拉索,拉索规格为 :φ5×55、φ5×85、 φ5×199三种
跨度122m 矢高12.2m,矢跨比1:10
径向主钢箱梁 750×350×12×16 , 环 向 钢 箱 梁 为 300×200×6×8 ,材质Q345B
拉 索 : Ф5×199 、 Ф5×109 、 Ф5×55 、 Ф5×31 , 拉 索 材料屈服强度不小于 1670Mpa
钢 拉 杆 : Ф90 、 Ф65 、 Ф45 、 Ф30 , 屈 服 强 度 不 小 于 550Mpa , 抗 拉 强 度 不 小 于 750MPa
安徽大学体育馆
安徽大学体育馆工程钢屋盖钢网壳为双向矩形 截面钢构件单层网壳。径向钢构件截面大,为矩形 焊接钢箱梁,正六边形的六个脊线处钢箱梁为主钢 箱梁,其它径向钢箱梁为次钢箱梁;环向钢构件截 面小,为矩形冷成型钢管。整个钢屋盖的索系由径 向预应力拉杆和环向预应力拉索构成,环向索共设 4环。撑杆采用圆钢管,上下端耳板销轴铰接。整 个钢屋盖支撑在周边30个钢柱上,除角部6个外, 六边形每边4个,柱距8.776m。钢屋盖与柱顶相交 高度为18.290m,钢屋盖最高点为29.890m。在采光 顶的正六边形周围和结构外沿正六边形周围分别各 设置了一圈封闭的三管桁架,外沿的封闭桁架进一 步减小了支座的水平推力,内外环形桁架与主脊梁 及拉索共同构成了结构的主骨架。

弦支穹顶简介及分析技术要点

弦支穹顶简介及分析技术要点

弦支穹顶简介及分析技术要点一、弦支穹顶简介:弦支穹顶结构是将张拉整体、索穹顶等柔性结构的概念和单层网壳相结合而形成的一种新型的空间结构体系。

与单层网壳相比其具有结构刚度大、稳定性高、重量轻等特点,与双层网壳相比,其具有结构形式新颖,造型美观,节约空间等特点。

弦支穹顶可以更加经济合理、新颖美观地跨越更大的跨度。

弦支穹顶结构体系图二、预应力钢结构的特点预应力钢结构相对于普通钢结构具有以下特点:1.预应力钢结构能充分利用材料的弹性强度潜力以提高承载力。

2.预应力能改善结构的受力状态,实现力的转移、变性和重分布,节约钢材。

优秀的结构体系可分别在预应力荷载及普通荷载下,在结构的同一杆件或同一截面内,产生符号不同、力度相近的内力。

3.预应力钢结构能提高结构刚度和稳定性,调整其动力性能。

4.预应力钢结构可以改变结构的受力状态, 满足设计人员所要求的结构刚度、内力分布和位移控制。

5.采用预应力技术后,可构成一种全新的空间结构, 其结构的用钢指标比原结构或一般结构可大幅度降低, 具有明显的技术经济效益。

三、SAP2000非线性分析技术要点:预应力钢结构具有变形较大、几何非线性明显、预应力需多次加载等特点,需采用SAP2000程序进行非线性分析,主要技术要点如下:1、工况设置:首先进行自重状态结构非线性分析;其次进行预应力工况非线性分析,初始刚度取自重工况的末端刚度;预应力工况的末端刚度作为以后恒载活载风载地震等所有分析的初始刚度。

2、非线性分析的参数设置:荷载步的设置中起决定作用的是最小保存步数,可将总步数、最大空步数、最小保存步数、最大保存步数四个参数取统一数值。

查看全过程分析的破环荷载可按曲线上刚度退化点对应的基地反力除以单倍荷载标准值加自重引起的反力数值。

3、非线性阶段施工模拟:对于弦支穹顶部分可按非线性施工模拟工况进行计算,主要目的是考察单层网壳部分在自重下的强度及稳定性。

非线性阶段模拟施工分析需预先将结构按施工顺序分组,阶段定义中根据需要分成若干阶段,其中时间只和徐变及预应力松弛有关;阶段数据中分两步:添加结构和添加荷载。

新型弦支穹顶结构分析与设计

新型弦支穹顶结构分析与设计

新型弦支穹顶结构分析与设计弦支穹顶又称弦拱顶,是一种非常常见的桥梁结构,它的起源可以追溯至古希腊时期,广泛应用于古建筑中。

近年来,随着技术的不断发展和材料的不断改善,弦支穹顶结构的设计和施工技术得到了极大的改进,并在各种新型结构中发挥着重要作用。

然而,在分析和设计中,弦支穹顶结构仍然存在一些挑战,需要进行进一步的研究来改进设计方法和解决相关问题。

弦支穹顶结构有许多优点,其中最重要的是结构轻质、刚度等级高、可以在较短时间内完成制作、重量轻、成本低廉、制作程序简单、可实现室内外统一的设计效果、可以利用标准化制作、以及可以从穹顶的非支撑位置设置大范围的空间。

弦支穹顶结构的分析与设计是一个极其复杂的过程,有很多变量需要考虑,如结构荷载、穹顶形状、穹顶材料、结构连续性等。

目前,已经有许多方法可以用于分析和设计弦支穹顶结构,如有限元方法、数值方法、经典理论方法和计算机辅助方法等。

不过,由于各种方法的限制,尚未有一种综合的方法可以同时考虑所有的变量,有效地实现分析与设计,从而大大限制了弦支穹顶结构的设计。

为了改进分析和设计方法,我们提出了一种基于完全平面分析和计算机辅助分析的新型弦支穹顶结构分析和设计方法,该方法具有以下优点:(1)采用简化穹顶,可以大大减少穹顶参数;(2)考虑了结构的线性和非线性特性,提高了计算准确度;(3)借助计算机,实现了对复杂的穹顶参数的模拟和分析,达到更高的分析准确度;(4)采用多种材料和结构连接,实现弦支穹顶结构的高效制作;(5)结合现实的实际情况,可以更深入地分析和设计弦支穹顶结构。

基于上述分析,我们提出了一系列的优化方案,包括采用静载荷分析、模态分析和定量破坏分析等,可以有效地提高弦支穹顶结构的性能。

另外,对弦支穹顶结构的膨胀性能进行评估,以确定结构的可行性,并进行合理的膨胀性能时用考虑,以改善结构性能。

最后,通过进一步的实验和研究,可以根据现实情况完善弦支穹顶结构的设计,实现更好的性能。

2008奥运羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构动力特性及地震响应分析

2008奥运羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构动力特性及地震响应分析
力特 性 分 析 , 取 结 构 前 6 提 O阶 自振 频 率 和模 态 振 型 得 出, 构 模 态 频 率 密 集 , 型 以 中间 张 弦 穹 顶 竖 向 振 动 为 主 结 振
等 特 点 ; 理 选 取 地 震 波 对 结 构 进 行 水 平 和 竖 向地 震 时 程 分 析 , 取 结 构 上 部 网 壳 与 下 部 索杆 在 地 震 作 用 下 的 动 合 提
o o io t 1d r ci n a d v ria ie t n, t e mo i g i n r f r e o h n h r n a ie t n e tc 1d r c i z o o h v n n e o c f t e wh l tu t r s o ti e n h oe sr cu e i ban d a d te
张 爱 林 张 庆 亮 王 冬 梅
( 北京 工 业 大 学 北京 102) 0 14 王 树 ( 国航空工业设计研究 院 中 北京 101) 00 1
摘 要 奥 运 羽毛 球 馆 弦 支 穹 顶 直 径 9 , 目前 世 界 跨 度 最 大 的 弦 支 穹顶 结 构 。对 其 建 立 有 限元 模 型 , 行 动 3m 为 进
Zh ang Aii Zhang Q igI g W ang Don I n n i an gm ei
( e i gUnv ri f c n lg B in 1 0 2 ) B i n iest o h o o y e ig 0 1 4 j y Te j
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m e e s h v x ma e p n e i es c a t n a d h rz n a s im a o t o c i n , t . W h c y b mb r a e ma i 1r s o s n s imi c i n o io t 1 e s h s a c n r 1a t o o ec ih ma e a

弦支穹顶结构体系的研究进展

弦支穹顶结构体系的研究进展

重及造价也有所降低 、 跨度也更大 , 是一种全新 的空 间张拉体系 。
授等人从理论设计 、 模型试验到实 际工程施工进行 了较系统和完 弦支穹顶作为 刚 、 结合 的新 型杂交空 间结 构 , 方面 改善 整 的研 究 。 国 内最 早 开 展 弦 支 穹 顶 研 究 的 是 天 津 大 学 。 而后 北 柔 一 了单层球面网壳结 构 的稳 定性 , 使结 构的跨 度更 大 , 另一方 面新 京工业大学 、 天津大学 、 浙江大学 、 清华大学等单位也逐步开始针
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第3 4卷 第 1 5期 2 00 8 年 5 月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TEC URE  ̄
Vn . 4 NO 5 1 3 1
Ma. 2 0 y 08
・5 ・ 5
文 章 编 号 i0 962 2 0 )50 5 .2 0 .85(0 8 1.0 50 1
应力大小 、 比例 的 设定 准 则 。
图 1 光球 穹 顶 图 2 天 津 开 发 区 商 务 中 心大 堂
2 2 稳定 性分析 .
天津大学 的陈志华教授 , 以跨 度 3 . 矢高 4 6m 的弦支 5 4m, .
我国从 1 9 年起 对 弦支 穹顶 结构进 行 了相应 的研究 工作 , 99
空 间 结 构形 式 。
2 1 结构 动静 力分析 .
Ka auh 在文献[ ] w gci 1 中以跨 度 2 0m, 高 3 的假想 弦 0 矢 0m 支弯顶为例 , 对其在拉索预拉力和Leabharlann 荷 载作 用下的静力反 应进 行
1 工程 实例
了理论分析 , 并将弦支 弯顶 ( 有预拉 力 ) 弦支 弯顶 ( 、 无预拉 力 ) 及 川 口卫 教授 19 9 3年提 出这一 新型结 构体 系后 , 对该 体 系进 相应单层球面 网壳 的杆件 内力进行 了 比较 , 果表 明, 结 具有 预拉

多维地震作用弦支穹顶结构动力稳定及对比分析

多维地震作用弦支穹顶结构动力稳定及对比分析
维普资讯
第 7卷
第1 8期
20 07年 9月







Vo . No 1 17 .8
Sp 0 7 e .2 0
17 - 89 20 )84 8 -5 6 1 11 (0 7 1 -76 0
S in e T c n l g n n i e rn ce c e h oo y a d E gn ei g

20 Si eh E gg 0 7 e.T c. nn.
建 筑 技 术
多维地 震作 用弦支穹顶结构动 力 稳定及对 比分析
王 秀丽 孙 晓骥 赵 玉慧
( 兰州理工大学 土木工程学院 , 兰州 70 5 ;西安建筑科 技大学 土木工程学院。西安 7 0 5 ) 30 0 , 10 5
组 成一 种新 的结 构 形式 <c>。一 个 弦支 层 包 括 同

够的, 应考虑多维地震 的联合作用 。基于张拉整 J
体 思想 产 生 的 弦 支 穹 顶 结 构 ( upno ) 以充 Ssedme 可 分 利用 高强拉 索 的材料 特性 , 化结 构 体 系 的内力 优 分 布 , 一种综 合 了单 层 网壳 和 索穹 顶 结 构 优 良性 是 能于一 体 的 新 型 结 构 形 式 J 自弦 支 穹 顶 结 构 于 。 19 93年被首 次提 出至今 , 结 构在 国 内外 均 有工 程 该 应 用 的实例 。然 而 由于 该 结 构 的发 展 时 间 比较 短 , 对 它 的抗 震 性 能尤 其 是结 构在 地 震 等 动 力 作 用 下 十分 重 要 的 动 力 稳 定 性 的 研 究 , 少 有 文 献 涉 还
向预应力 拉索 , 在地 震 作 用 时 对 提高 结 构 抗震 性 能

弦支穹顶结构动力反应分析

弦支穹顶结构动力反应分析

弦支穹顶结构动力反应分析
张增军;马人乐;张哲
【期刊名称】《世界地震工程》
【年(卷),期】2006(22)4
【摘要】以天津开发区商务中心大堂的弦支穹顶为研究对象,分析了弦支穹顶结构体系的自振特性,分别运用随机模拟风振分析方法和时间历程分析方法,对其进行了风振和地震反应分析,得到了结构在动力荷载作用下的响应时程,并对分析结果进行了频谱分析和统计分析。

研究发现弦支穹顶结构的自振频率呈密集型分布,且振型复杂;结构的风振响应基本以受迫振动为主,没有出现明显的峰值共振现象;结构的地震响应在前几阶基频处出现了较为明显的峰值共振现象;从振动的幅值角度看,风荷载的动力作用效应相对于地震荷载要显著。

【总页数】6页(P89-94)
【关键词】弦支穹顶;模态分析;风振响应;地震响应
【作者】张增军;马人乐;张哲
【作者单位】同济大学建筑工程系
【正文语种】中文
【中图分类】P315
【相关文献】
1.中间开孔弦支穹顶结构水平地震作用瞬态动力响应分析 [J], 王爱强;张莉
2.考虑支座性能弦支穹顶空间结构静动力性能分析 [J], 于敬海;渠瑞娟;赵腾;闫翔
宇;李路川
3.地震作用下大跨度弦支穹顶结构的动力稳定分析 [J], 桂国庆;曾凡球;王玉娥;
4.大跨弦支穹顶结构的动力反应分析 [J], 钱曙珊
5.大跨度弦支穹顶结构在地震作用下动力稳定分析方法研究 [J], 周海峰[1];黄诚[1];曹芳凤[1]
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弦支穹顶结构的可靠性分析的开题报告

弦支穹顶结构的可靠性分析的开题报告

弦支穹顶结构的可靠性分析的开题报告
一、选题背景
弦支穹顶结构(Cable-stayed dome)是一种新型的建筑结构体系,具有展现设计创新和美学表现力的特点。

该结构体系的主要特点是钢索和主体钢筋混凝土柱之间的高度集成度和非线性、非对称集合力体系,能够适应更宽阔的跨度,使用更少的材料,更加环保、经济的优势。

弦支穹顶结构的性能涉及复杂的载荷层和非线性材料,其结构设计的可靠性在实际工程中具有重要地位。

因此,对弦支穹顶结构的可靠性进行研究,对于推广其在工程中的应用,提高结构的安全性和经济性具有积极意义。

二、研究目的
本次研究旨在全面评价弦支穹顶结构的可靠性,分析其设计和施工过程中可能出现的问题和风险,为该结构的实际应用提供科学参考和支持。

三、研究内容
1、弦支穹顶结构的介绍及其特点分析。

2、弦支穹顶结构的受力性能分析。

3、弦支穹顶结构的可靠性分析方法研究。

4、弦支穹顶结构的可靠性评估指标的建立。

5、基于弦支穹顶结构的实际工程案例分析。

四、研究方法
1、文献资料搜集和综述分析方法。

2、弦支穹顶结构的数值模拟方法和理论研究方法。

3、有限元计算方法和Monte-Carlo方法在弦支穹顶结构可靠性分析中的应用研究。

五、研究意义
本次研究将有助于深入理解弦支穹顶结构在实际应用中具有的可靠性问题和解决方法,促进其在工程中推广和应用。

同时,研究成果也将为建筑设计和安全管控提供更为全面和科学的参考指导。

弦支穹顶结构动力分析

弦支穹顶结构动力分析

弦支穹顶结构动力分析张志宏;张明山;董石麟【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2005(22)6【摘要】基于局部分析法并且在以预应力作为自平衡的初始内力情况下对弦支穹顶结构的动力特性进行了初步分析.局部分析法采用将索杆体系和上部单层网壳分开的思想,使弦支穹顶结构的初始预应力分布的确定得到简化.随着上部网壳结构的整体刚度的降低,预应力对体系的自振特性的影响逐渐增大.该体系的低阶振型大多为竖向振动振型.由时程分析的结果可见竖向常遇地震作用下索杆内力上下变化的幅度并不大(不超过7%).竖向常遇地震作用下结构响应由内环、中环到外环逐渐减弱.常遇水平地震作用下体系索杆内力上下变化的幅度更小.相比竖向常遇地震作用下的索杆内力的变化要小的多.同时,常遇水平或竖向地震作用下线性和非线性时程分析差别不大.【总页数】5页(P646-650)【作者】张志宏;张明山;董石麟【作者单位】浙江大学,空间结构研究中心,浙江,杭州,310027;浙江大学,建筑设计研究院,浙江,杭州,310027;浙江大学,空间结构研究中心,浙江,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TU394【相关文献】1.高烈度区某体育馆大跨弦支穹顶钢结构设计 [J], 刘伟;张正伟;刘涛;黄华桥2.港工海工结构动力分析(第五讲)——重力式港工海工结构动力分析 [J], 高明3.弦支穹顶结构预应力张拉摩擦损失影响分析 [J], 郄禄文;徐辰昱;刘静;赵若旭;陈宗学4.贵阳奥体中心体育馆弦支穹顶预应力拉索施工 [J], 张国栋;杨宗林;罗晓群;姜忠;张其林5.圆柱面弦支穹顶Levy型与无环索型索系性能对比研究 [J], 李宏胜;薛素铎;吴逸枫;刘人杰;李雄彦;付力因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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2 弦支穹顶 的特 点
从 结构体 系上看 , 弦支 穹顶 作为 刚、 结合的新型 杂交 柔 空间结构 , 与单层 球面 网壳结 构及索 穹项等 柔性 结构相 比 , 具有 如下特点 :
1 1 弦支穹项是一种异钢种预应力空间钢结构, 其中高强 度预应力拉索的引入使钢材的利用更加充分,结构自重及
10 1;. 00 3机械工业出版社 , 1 北京 103 ) 007
【 要】 摘 弦支穹顶姑构体 系是在 索杆张力体 系和单层网壳基础上发展起 来的一种新型复合 空间姑构。本文概述 了弦支穹顶结构产 生的背景和结构原理 , 采用 A S S N Y 程序进行 了姑构的模态分析和地震响应分析, 得到 了弦支穹顶 结构体系的动力性能姑果, 并将弦支穹
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弦支穹顶体 系及其结构动力特性分析
工程建设与设计
20 0 6年第 3 期
弦支穹顶体 系及其结构动力特性分析
林素颐 ,杜 国良 z 马宏 , , ,
(. 京工业大学建 筑工程学 院 , 京 10 2 ; . 京国 电华北 电力 工程 有 限公 司, 京 1 北 北 0 02 2 北 北
载作用反向的变形和内力,使弦支穹顶结构在荷载作用下
的杆件 内力和节 点位移均 小于相应 的单层球面 网壳 。 3调整 环索 的预拉 力, 以减 小甚至消 除弦支 穹项对下 1 可 部 结构 的水平推 力, 使弦支 穹项具有更大 的适 用性 。
膜结构等, 尤其以索膜结构最受青睐, 但由于专利权制约推
广应用较少 。为 了克服 技术上 的困难 , 一些 学者考虑 以刚性 上弦代 替索穹顶 中柔索上弦 的构 思。 在对索 穹项 和单层 网壳 两种结构的优缺点进行充分 的研 究后 ,9 3 日本 川 口卫教 19 年 授立足于张 拉整体 的概念 ,将 索穹顶 的思 路应用 于单层 网 壳, 出了 S sed me的张 弦穹顶 ( 提 up no 又称 弦支穹项 ) 的结 构 形式【 l 】 。 典型的弦支 穹项结构体 系由单层网壳 、 撑杆 、 索组成 。 其
【 作者简介】 林素颐(95 , , 1  ̄) 女 湖南洞 口人, 7 在读硕士研 究生, 从事
力通过上 端 的单 层 网壳传到 下端 的撑杆上 ,再 通过撑 杆传
给索, 索受力后, 产生对支座 的反向推力, 使整个结构对下
端约束环梁 的横 向推力大 大减少 。与此 同时 , 由于撑杆 的作 用, 减少 了上层单层 网壳各 层节 点 的竖 向位 移和变形 , 较大 幅度地提 高了结构 的稳 定承载 能力 。
支座处 设置三 向铰 支座 。 一支座 处设 置两个 方 向的约束 , 另
消除结 构的刚体位 移 ,第一 至第 五道环 索预 应力 比值 为 5 : 42 :.522 :, 一环 即最外 圈环索 的预应 力值为 10N。 . 32 :.51第 5 60
计算模型采用梁单元、 拉压杆单元和只拉杆单元进行分析,
以 l k 0单 元 作 为 弦 支 穹 顶 中径 向索 和环 向 索 单 元 , i l n 用 ba 8 em18单 元 作 为 单 层 网 壳 的 杆 件 单 元 ,撑 杆 单 元 用 lk8 , i 1 0 钢管 的 弹性 模 量 E。 .× 0 N m 索 的弹 性 模量 n :21 1 “ / , =1 6 0l/ 。 仅 考 虑 竖 向均 布 荷 载 , 外 荷 载 设为 . ×11 m2 9 N 1 k m2等效 到节 点上 为 1k 对初始 应力采 用加温 差 的 . N/ , 5 0 N, 方法来 施加 。 3 2 白振特性分 析[ . 2 结构 的 自振特 性 是 其本 身 固 有 的极 其 重要 的力 学 性
4 作 为“ 的预应力拉 索, 大 了结构 的整体 刚度 , ) 弦” 增 因
此 弦支穹项 具有 更大的稳 定承载 力 ,同时使 螺栓球 等铰接
节 点的应用成为 可能。
5由于 由一定的刚度, 1 弦支穹项结构的设计、 施工及节
点构造 和索 穹项 等完全 柔 性结 构相 比得 到 较大 的简 化 , 预 应 力拉 索可 以简 单地 通过伸长撑杆 而获得张拉 。
顶结构不施加预应力的情况和预应力作用下结构的动力特性进行 了对比分析 .
【 关键词】 弦支穹顶; N Y ; A S S 预应 力; 地震响应分析; 动力特性
【 中图分类号】 U31 T 9 【 文献标识码】 A 【 文章编号10796 (0 6 0-0 9 10 -4 7 20 ) 30 1 ̄3
3 弦支 穹顶 的动力性能分析
3 1 算例 分析 . 采用长 轴 67 短轴 51 矢 高 06 6 的双椭 圆形 弦 . m, .m, . m 5 支穹顶 模 型 , 上部 结构 为联方 形单 层 网壳 , 用 A YS有 采 NS 限元软 件 , 边沿 竖 向为链 杆 , 它方 向 自由滑 动 , 一个 周 其 在
中各层撑杆 的上端和单层 网壳相对应的各层节点径 向铰
接, 下端 由径 向拉索 与单层 网壳 的下一层 节 点连 接 , 同一 层
的撑杆下端 由环 向箍 索连接 在一起 ,使整 个结 构形成一 个 完整的结构体 系。结构的传力 路径 非常 明确 , 结构最初 建成 时 , 过对索 施加预 拉力 , 少结构 在正常 使用荷 载作用 下 通 减 上层单层 网壳对支座 的推 力。在结构受外来荷 载作用 时, 内
1 弦支穹顶由来及体系的组成和工作 原理
2 0世纪 7 0年代 至 8 代, 0年 国外大跨 空 间结构得桁架 、 如 索穹顶 、 索
结 构造 价将 因此而 降低 ,同时使 弦支穹 项在跨越 更大 跨度
方面具有 较大 的潜力 。
2通过对索 施加预拉 力, 1 上部单层球 面 网壳将产 生与荷
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