东南大学九龙湖体育馆轮辐式张弦梁结构施工技术
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2012 年 10 月下 第 41 卷 第 375 期
施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
65
Hale Waihona Puke Baidu
东南大学九龙湖体育馆轮辐式张弦梁 结构施工技术研究
潘 杰 ，罗 斌 ，郭正兴
（ 东南大学土木工程学院， 江苏 南京 210096 ） ［摘要］ 东南大学九 龙 湖 体 育 馆 钢 屋 盖 采 用 轮 辐 式 张 弦 梁 结 构 ， 由 上 弦 钢 梁、 下 弦 索 及 撑 杆 构 成， 平面跨度为 88. 0m × 76. 8m ， 共 24 幅 。 本工程拉索张拉分 3 阶段（ 预紧 → 50% → 75% → 100% ） ， 每阶段分 4 批次 （ 每 批 次 张 拉 6 幅） ， 同批次分 5 级（ 0 → 25% → 50% → 75% → 100% ） 。 采 用 有 限 元 分 析 软 件 ANSYS 模 拟 张 拉 过 程， 确定每批次的 拉索施工张拉力 、 结构变形等参数 。 另外， 在施工中进行了索力和结构位移监 测 。 实 测 结 果 表 明， 张拉过程中索力 和变形与理论分析相符， 张拉完成后结构状态达到设计初始态 。 ［关键词］ 体育馆； 钢结构； 屋盖； 轮辐式张弦梁； 张拉； 监测 ［中图分类号］ TU758 ； TU311 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 10028498 （ 2012 ） 20006503
Beam String Structure Construction Study of the Southeast University Gymnasium
Pan Jie ，Luo Bin ， Guo Zhengxing
（ School of Civil Engineering ，Southeast University ，Nanjing ，Jiangsu 210096 ，China ）
Abstract ： Southeast University Gymnasium uses beam string structure which consists of top chord steel beam ，the last quarter cable and brace strut． The plan span is 88. 0m × 76. 8m with a total of 24 widths． The cable stretching of this project is divided into three stages （ pretension → 50% → 75% → 100% ） ，and each stage is divided into four batches （ 6 widths of each batch ） ，then the same batch consists of five steps （ 0 →25% →50% →75% →100% ） ． Finite element analysis software ANSYS is used to simulate the tensioning process ，determine the parameters of each batch of cable construction tensile force ，structural deformation ，and so on． In addition ，the cable force and structure displacement in the process of construction is monitored． The measured results show that the cable forces and deformation correspond to theoretical ones ，and the structural state reaches the initial design state after the completion of the stretching． Key words ： gymnasium ； stretching ； monitoring 施工 中 张 弦 梁 索 力 监 测 是 非 常 必 要 的 。 本 文 通过对东 南 大 学 九 龙 湖 体 育 馆 拉 索 张 拉 过 程 中 压 力传感器六弦频率 的 读 数， 换算出实际张拉过程中 的索力值， 与 有 限 元 模 拟 所 得 的 理 论 值 进 行 对 比， 保证施工 过 程 中 的 拉 索 拉 力 值 不 致 与 理 论 值 相 差 过大 。 此外， 选 取 关 键 点 进 行 位 移 监 测， 以保证结 构施工过程中的安全性与与稳定性 。 1 工程概况 东南大学九龙 湖 体 育 馆 位 于 校 区 东 门， 焦廷标 馆东南方 。 本 工 程 为 其 钢 屋 盖 部 分 。 钢 屋 盖 采 用 轮 辐 式 张 弦 梁 结 构。 该 结 构 长 轴 方 向 投 影 为 88. 0m ， 短轴投 影 为 76. 8m 。 外 轮 廓 近 似 椭 圆， 由4 个圆弧段 构 成 。 各 榀 张 弦 梁 水 平 投 影 面 的 中 心 呈 放射状布置 。 张弦 梁 的 中 心 通 过 刚 性 环 连 接， 上压 力环与下受 拉 环 半 径 不 等 。 张 弦 梁 矢 高 为 3. 00m ， 垂度 为 5. 00m 。 张 弦 梁 的 上 弦 设 置 环 向 支 撑 （ 4 道） ， 保证张弦梁平 面 外 的 稳 定 性； 下 弦 拉 索 呈 抛 物 线形布置 。 结构平面及单榀张弦梁如图 1 所示 。 2 结构特点 1 ） 本工程预应力 钢 结 构 为 轮 辐 式 张 弦 梁 结 构， steel structures ； roof coverings ； spoke-type beam string structure ；
施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
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Hale Waihona Puke Baidu
东南大学九龙湖体育馆轮辐式张弦梁 结构施工技术研究
潘 杰 ，罗 斌 ，郭正兴
（ 东南大学土木工程学院， 江苏 南京 210096 ） ［摘要］ 东南大学九 龙 湖 体 育 馆 钢 屋 盖 采 用 轮 辐 式 张 弦 梁 结 构 ， 由 上 弦 钢 梁、 下 弦 索 及 撑 杆 构 成， 平面跨度为 88. 0m × 76. 8m ， 共 24 幅 。 本工程拉索张拉分 3 阶段（ 预紧 → 50% → 75% → 100% ） ， 每阶段分 4 批次 （ 每 批 次 张 拉 6 幅） ， 同批次分 5 级（ 0 → 25% → 50% → 75% → 100% ） 。 采 用 有 限 元 分 析 软 件 ANSYS 模 拟 张 拉 过 程， 确定每批次的 拉索施工张拉力 、 结构变形等参数 。 另外， 在施工中进行了索力和结构位移监 测 。 实 测 结 果 表 明， 张拉过程中索力 和变形与理论分析相符， 张拉完成后结构状态达到设计初始态 。 ［关键词］ 体育馆； 钢结构； 屋盖； 轮辐式张弦梁； 张拉； 监测 ［中图分类号］ TU758 ； TU311 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 10028498 （ 2012 ） 20006503
Beam String Structure Construction Study of the Southeast University Gymnasium
Pan Jie ，Luo Bin ， Guo Zhengxing
（ School of Civil Engineering ，Southeast University ，Nanjing ，Jiangsu 210096 ，China ）
Abstract ： Southeast University Gymnasium uses beam string structure which consists of top chord steel beam ，the last quarter cable and brace strut． The plan span is 88. 0m × 76. 8m with a total of 24 widths． The cable stretching of this project is divided into three stages （ pretension → 50% → 75% → 100% ） ，and each stage is divided into four batches （ 6 widths of each batch ） ，then the same batch consists of five steps （ 0 →25% →50% →75% →100% ） ． Finite element analysis software ANSYS is used to simulate the tensioning process ，determine the parameters of each batch of cable construction tensile force ，structural deformation ，and so on． In addition ，the cable force and structure displacement in the process of construction is monitored． The measured results show that the cable forces and deformation correspond to theoretical ones ，and the structural state reaches the initial design state after the completion of the stretching． Key words ： gymnasium ； stretching ； monitoring 施工 中 张 弦 梁 索 力 监 测 是 非 常 必 要 的 。 本 文 通过对东 南 大 学 九 龙 湖 体 育 馆 拉 索 张 拉 过 程 中 压 力传感器六弦频率 的 读 数， 换算出实际张拉过程中 的索力值， 与 有 限 元 模 拟 所 得 的 理 论 值 进 行 对 比， 保证施工 过 程 中 的 拉 索 拉 力 值 不 致 与 理 论 值 相 差 过大 。 此外， 选 取 关 键 点 进 行 位 移 监 测， 以保证结 构施工过程中的安全性与与稳定性 。 1 工程概况 东南大学九龙 湖 体 育 馆 位 于 校 区 东 门， 焦廷标 馆东南方 。 本 工 程 为 其 钢 屋 盖 部 分 。 钢 屋 盖 采 用 轮 辐 式 张 弦 梁 结 构。 该 结 构 长 轴 方 向 投 影 为 88. 0m ， 短轴投 影 为 76. 8m 。 外 轮 廓 近 似 椭 圆， 由4 个圆弧段 构 成 。 各 榀 张 弦 梁 水 平 投 影 面 的 中 心 呈 放射状布置 。 张弦 梁 的 中 心 通 过 刚 性 环 连 接， 上压 力环与下受 拉 环 半 径 不 等 。 张 弦 梁 矢 高 为 3. 00m ， 垂度 为 5. 00m 。 张 弦 梁 的 上 弦 设 置 环 向 支 撑 （ 4 道） ， 保证张弦梁平 面 外 的 稳 定 性； 下 弦 拉 索 呈 抛 物 线形布置 。 结构平面及单榀张弦梁如图 1 所示 。 2 结构特点 1 ） 本工程预应力 钢 结 构 为 轮 辐 式 张 弦 梁 结 构， steel structures ； roof coverings ； spoke-type beam string structure ；