弦支穹顶专项报告
大连体育馆工程弦支穹顶索张拉技术
大连体育馆工程弦支穹顶索张拉技术摘要：此文章通过大连体育馆的建筑体系进行研究——弦支穹顶索结构的拉伸张力以及程度，制定出了一套较为完善合理的拉伸方案体系。
在进行施工的时候应该及时做好事前准备。
因为在施工的过程之中整体效果尚未完善，因此穹顶的整体框架模式较不稳定。
所以按照有限元计算标准的体系规划，应用有限元计算应用ANSYS形成标准化的施工细节整合，使用了APDL语言进行仿真标准策划，保障施工细节以及框架能够保持良好的安全效果。
通过此课题的调研，能够对我国未来张力拉伸工程的效果进行很好的保障，有着良好的研究前景。
关键词：弦支穹顶；张拉；仿真计算；-1-大连体育馆工程弦支穹顶索张拉技术1 大连市体育馆项目背景介绍1.1 工程简介大连体育馆弦支穹顶钢屋盖的形状类别为椭圆形，屋盖的框架标准以及水平标准的倾斜程度较为平衡，其中最大的跨度范围为145.4m×116.39m，建筑总高度为44.7米。
主体弦支穹顶结构是一项经典的钢材质建筑，在上端范围能够使用整体框架类别进行完善，高度约2.4m;其中下端的类别为环形区域，通过支撑点以及环形索区进行完善，共设3 环，当中各项建材的杆管工共24根，内部各项建材的杆管工共16根，撑杆高度10m。
杆管均采用圆形进行加工，两端进行焊接，撑杆与索系之内利用节点进行连接。
上弦空间管桁架与钢索的连接端点进行调整，设置拉索以及形式标准之上能够组成完善的机制类型，通过径向区域得到维护，共设3环，共有拉索174根，钢索总重量约为250吨，其中最重拉索为1954kg。
在拉索之间最大的应力数值为3461.6KN。
大连市体育馆整体效果图如图1.1所示。
图1.1 大连市体育馆效果图1.2 工程特点大连市体育馆主体结构钢屋盖使用了巨型的穹顶支架作为标准化的体系流程，为重点的应力钢材建设标准，屋盖结构和水平状态形成了倾斜化的优势组建，跨度为145.4m×116m，当中最高的数值高度标准为45米，矢跨比1/10，上端使用了巨型的框架结构标准，高度约2.4m；下部索杆体系为肋环型，使用杠杆以及索线进行引导，共设3 环，其中外环和中环有撑杆、环索、径向索各24根，内环有撑杆、环索、径向索各16根，撑杆高度10m。
弦支穹顶结构综述
弦支穹顶结构综述摘要：本文介绍了弦支穹顶结构的工作机理及工程应用，对该结构的理论研究、试验研究和施工方法的现状进行了总结并做了展望。
关键词：弦支穹顶、理论研究、试验研究、施工方法Abstract: This paper introduces thesuspend-domestructure andworkingmechanism ofthe engineering application,thestructureofthetheoretical research,experimental study and constructionmethodsare summarizedand prospected.Keywords:suspendome,theoretical research,experimental study,construction method引言弦支穹顶结构1993年由日本学者川口卫提出，结构利用张拉整体的思想，提高了单层网壳结构的整体刚度，降低了单层网壳的缺陷敏感性，充分发挥材料性能，降低钢材使用量，从而使得网壳可以应用于更大的跨度。
弦支穹顶结构概述1.1工作机理弦支穹顶结构上弦为单层网壳，下弦为撑杆和预应力索形成的张拉整体结构，给索施加的预应力，通过撑杆传递给单层网壳，使上弦产生反拱，使结构在使用荷载作用下的内力和变形减小。
预应力索主要承担了上弦部分产生的外推力，使结构整体部分形成自平衡体系，减小环梁的水平推力。
同时，预应力索增大了结构的整体刚度。
1.2工程应用弦支穹顶结构由于受力合理、造型美观，一经提出就受到设计人员的青睐，应用于实际工程。
日本是最早应用这一结构形式的国家，“光球”穹顶是世界第一座采用弦支穹顶结构的屋盖，跨度35m，屋顶最大高度14m。
“光球”穹顶只在单层网壳的最外层下部布置了张拉整体结构，并将径向拉索改为钢管，通过对钢管施加预应力，使周边环梁的水平推力为零。
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。
弦支穹顶结构施工技术及施工全过程模拟措施分析
弦支穹顶结构施工技术及施工全过程模拟措施分析作者：何彦林来源：《现代装饰·理论》2012年第09期摘要：本文以弦支穹顶结构施工为研究对象，从弦支穹顶结构施工技术分析以及弦支穹顶结构施工全过程模拟措施分析这两个方面入手，围绕这一问题展开了较为详细的分析与阐述，并据此论证了该计算模拟与模拟计算方式在针对弦支穹顶结构施工进行稳定且精确控制的过程中所起到的重要作用与意义。
关键词：弦支穹顶；结构施工；全过程；模拟；技术；措施；分析在当前技术条件支持下，弦支穹顶结构施工应用最普遍与成熟的方式即为张拉预应力索结构施工技术，这一点是毫无疑问的。
换句话来说，弦支穹顶结构施工阶段分析的重点内容在于对张拉全过程的分析。
然而当前的实际情况在于：相关研究学者有关张拉过程的分析并未能够深入考虑施工全过程模拟相对于施工工艺的影响，并且有关张拉机理的研究也存在较为显著的缺失，以上问题均直接导致了所确定拉张模拟算法无法完全与工程实际相契合。
本文基于对弦支穹顶结构施工技术的分析，提出了包括施工顺序、预应力张拉施加形式、临时支撑系统以及预应力张拉形式在内的四大关键施工环节模拟参数，并借助于有限元分析方式构建相应的时变模型与计算程序，现对其做详细分析与说明。
一弦支穹顶结构施工技术分析大量工程实践研究结果表明：从某种角度上来说，弦支穹顶结构施工阶段的受力状态与施工技术存在着极为密切的联系，针对施工阶段张拉全过程进行模拟分析的前提在于对现阶段弦支穹顶结构施工技术做出合理分析与研究。
具体而言，应当重点关注以下几个方面的问题：①施工顺序：包括杆件拼装、结构张拉以及结构吊装这三个方面；②预应力张拉施加形式：包括张拉环向索、张拉径向索以及顶升撑杆这三个方面；③临时支撑系统：包括满堂脚手架、临时台架以及临时支撑这三个方面；④预应力张拉形式：包括张拉顺序与张拉批次这两个方面。
二弦支穹顶结构施工全过程模拟措施分析我们知道，在弦支穹顶结构性施工全过程当中，拉张施工阶段从本质上来书属于一个时变性过程，即包括杆件个数、荷载作用力以及准结构边界性指标在内的相关参数均处于动态变化性过程当中。
葫芦岛体育馆弦支穹顶施工技术
第一、二圈焊接
四条控制带焊接
控制带对称填充焊接
整体焊接完成
中冶集团
四、施工工艺
4、单层网壳结构焊接变形预防措施
网壳结构 的焊接首 先焊接2圈 内中央 区，再由 内向外对 称焊接十 字变形控 制带，最 后由内向 外焊接四 个象限内 的结构。
网壳焊接 时，网壳 上部的屋 架结构及 主檩不 焊，等网 壳焊接完 成后，再 安装同样 的顺序， 先焊接屋 架和主 檩。
中集团
一、工程概况
葫芦岛市龙湾中央商务区核心区（龙眼岛）文体中心“一场五 馆”工程，其中体育中心工程总占地面积12万平方米，为十三届全运 会分会场用场馆。
中冶集团
一、工程概况
体育场30000座席，体育馆为5000座席，体育场是国内第一个 采用斜交平面管桁架结构，体育馆为国内第一个采用带仰角且不对 椭圆形弦支穹顶结构。 整个体育中心工程量7000t； 体育馆工程量2000t； 弦支穹顶结构400t。
上锚点及提升架
下锚点及分配梁
中冶集团
四、施工工艺
7、液压同步提升
下锚点节点形式一
下锚点节点形式二
中冶集团
四、施工工艺
7、液压同步提升
提升架和提升设备安装
提升钢绞线的安装
中冶集团
四、施工工艺
7、液压同步提升
提升同步控制系统
全站仪和钢卷尺同步控制检测
中冶集团
四、施工工艺
7、液压同步提升 在提升点分布、受力不均衡条件下对重心偏心和具有仰角的预应力 网壳地面单体张拉后提升，拉索预加载索力和提升反力共同作用后使柔性 网壳结构变成性结构，即液压提升反作用变形与拉索地面张拉时网壳内收 变形相抵消的效果；
8、仿真计算分析 地面施工过程分析 2）中环索张拉完成，同时外环索预紧后，结构变形及钢构应力见下 图：
弦支穹顶结构的稳定性分析
建 筑 结 构
2004 年 5 月
弦支穹顶结构的稳定性分析 ＊
陈志华 窦开亮 左晨然
(天津大学建筑工程学院 300072)
[ 提要] 用非线性有限元法编制了稳定分析程序 , 进行了算例分析 、验证 。以跨度 35.4m 、矢高 4.6m 的弦支 穹顶为例 , 用自编的程序和 ANSYS 进行了弦支穹顶的特征值屈曲 、非线性屈曲分析 , 初始缺陷的影响分析和 半跨荷载作用下的结构稳定性分析 。同时 , 还讨论了撑杆长度对弦支穹顶结构稳定性的影响 。 [ 关键词] 弦支穹顶 稳定性分析 屈曲模态 初始缺陷 半跨荷载
A nonlinear finite element program for stability analysis of suspendome is carried out .Some examples are analyzed by the program .The eigenvalue buckling , nonlinear buckling , influence of initial defect and stability features under halfspan load of a suspendome w ith span of 35.4m and rise of 4.6m are analyzed using ANSYS and the compiled program .The influence of strut to the stability of suspendome is also discussed . Keywords :suspendome ;stability analysis ;buckling model ;initial defect ;half-span load
弦支穹顶专项报告
光丘穹顶
世界上第一个弦支穹顶-光球穹顶，该穹顶跨度为 35m，最大高 度14m，总质量130t ，上层网壳采用由工字形钢梁组成的联方型网格 划分方式。光丘穹顶只在单层网壳的最外层下部组合了张拉整体结构 ，而且采用了钢杆代替径向拉索，通过对钢杆施加预应力，使结构在 长期荷载作用下对周边环梁的作用力为零。环梁下端由 V 形钢柱相连, 钢柱的柱头和柱脚采用铰接形式，从而使屋顶在温度荷载作用下沿径 向可以自由变形。
光丘穹顶
聚会穹顶
继光球穹顶之后，1997年3月日本长野 又建成了另一个弦支穹顶—聚会穹顶，也由 川口卫设计。穹顶跨度为46m，屋盖高度为 16m。整个弦支穹顶支撑在周圈钢柱上，钢 柱与下部钢筋混凝土框架连接。
聚会穹顶
天津保税区商务中心大堂屋盖
该穹顶结构跨度35.4m，矢高4.6m；上部单层网壳部 分采用联方型网格，杆件全部采用 , 133×6；撑杆采用, 89×4。下部张拉整体部分共布置 5 道， 由外及里前两道 采用钢丝绳, 6×19，后三道采用钢丝绳, 6×19。沿径向 划分为5个网格，外圈环向划分为32个网格，到中心缩减 为8个，弦支穹顶周边支承于沿圆周布置的15根钢筋混凝 土柱及柱顶圈梁之上。
目前世界上最大跨度的单层网壳是1997年 建成的日本名古屋穹顶，建筑直径为229.6m， 结构直径为187.2m，采用三向网格，节点为 能承受轴力和弯矩的刚性节点。
日本名古屋穹顶
1.3双层网壳
为了解决单层球面网壳的稳定性问题， 可通过双层网壳来增加结构的抗弯刚度， 与单层网壳相比，双层网壳克服了壳外刚 度弱的缺点，其对初始缺陷的影响不再敏 感，结构的稳定性得到了较大提高，因而 使得结构可以跨越更大的跨度，但是双层 网壳杆件稠密，随着跨度的增大，自重会 导致周边环梁产生更大的拉力，用钢指标 及工程造价较高。
弦支穹顶钢结构施工技术的浅述
弦支穹顶钢结构施工技术的浅述关键词：弦支穹顶结构、温度应力、变形监测一、概述因弦支穹顶屋盖钢结构具备自重轻、跨度大、结构可塑性强等技术特点，目前在我国在体育设施、重大公益式建筑和标志性建筑的屋盖系统已经广泛使用。
本文拟针对弦支穹顶屋盖钢结构的施工技术、主要施工程序进行探讨。
弦支穹顶屋盖钢结构一般由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成。
本文介绍的深圳龙岗坪山体育中心的弦支弓顶结构体系钢结构为空间圆形钢结构屋盖，跨度72米，高度28.81米，上部单层网壳网格布置形式为葵花型布置形式。
下部弦支索杆体系为肋环型布置，设置二道环索，局部布置构造钢棒。
屋盖大部分节点为相贯焊节点，部分采用了铸钢节点.二、弦支穹顶屋盖钢结构的施工技术方案选型和相关的重点、难点通常弦支穹顶屋盖钢结构施工采用吊装、升顶和常规脚手架散装等施工方法；由于本次弦支穹顶工程是在土建结构上安装，土建先行施工后，吊车无法进入吊装点，故吊装方案不可采用；因体育馆内土建看台及相关设施均施工完毕，升顶施工需搭设超高的制作平台，费用太高，故采取升顶方法也不可；因此，本次工程拟定采取脚手架空间散装的施工方案.弦支穹顶具备跨度大、高度高、焊接量大的空间圆形工程特点，采取脚手架空间散装的施工方案，须控制如下主要重点和难点：a.钢结构屋盖弦支穹顶焊接温度应力和变形的预控；b.钢结构屋盖弦支穹顶下弦环索张拉和拉杆张紧工艺；c.张拉过程中的变形监测与控制；d.超高脚手架的安装与拆除施工与安全防护措施。
弦支穹顶钢结构施工技术的浅述关键词：弦支穹顶结构、温度应力、变形监测一、概述因弦支穹顶屋盖钢结构具备自重轻、跨度大、结构可塑性强等技术特点，目前在我国在体育设施、重大公益式建筑和标志性建筑的屋盖系统已经广泛使用。
本文拟针对弦支穹顶屋盖钢结构的施工技术、主要施工程序进行探讨。
弦支穹顶屋盖钢结构一般由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成。
本文介绍的深圳龙岗坪山体育中心的弦支弓顶结构体系钢结构为空间圆形钢结构屋盖，跨度72米，高度28.81米，上部单层网壳网格布置形式为葵花型布置形式。
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。
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。
弦支穹顶结构参数优化设计研究
ｄ ｅ ｐ ｔ ｈ — ｓ ｐ ａ ｎ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｉ ｓ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ０ ． １ ３， ｔ ｈ ｅ ｉｓ ｒ ｅ － ｄ ｅ ｐ ｔ ｈ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｈ ａ ｓ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ａ
【 土木建筑工程 ／Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 】
弦 支 穹顶 结 构 参 数 优 化 设 计 研 究
刘树 堂
广 州 大 学 土 木 工 程 学 院 ，广 州 ５ １ ０ ０ ０ ６
摘
要 ：以结 构质 量 为 目标 函数 ，考 虑杆 件稳 定、 强度 、 刚度 和 结 构位 移 约 束 ，对 弦 支 穹顶 结 构进 行
了参数优化设计研 究。结果表明，厚跨 比在 ０ ． １ ３ ～ ０ ． １ ５ 之 间，结构最轻质量取得最小值 ；当厚跨 比≤０ ． １ ３
时 ，矢厚 比对 结构 最轻 质量 影响 较 大 ；厚 跨 比增加 ，环 索预 应 力 比呈线性 增加 ，外环 索预 应 力呈线性 减 小 ，
第３ ０卷 第 ６期
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
索穹顶和弦支穹顶结构在我国的应用
索穹顶和弦支穹顶结构在我国的应用摘要：本文主要就索穹顶结构和弦支穹顶结构体系的特点以及近几年在我国的工程应用进行了总结。
关键字：预应力；空间钢结构；索穹顶；弦支穹顶；工程应用Abstract: In this paper, a cable domes structure chord and structural system of the dome characteristics will be introduced and the engineering application in our country in recent years also be summarized.Key Word: prestressed; space steel structure; cable domes; string a dome; engineering application1 引言随着我国大型场馆的大量建设，预应力钢结构技术得到了有力的推动和发展，然而相比于预应力网格和斜拉网格等结构形式，索穹顶结构和弦支穹顶结构近几年才在我国有了实际的工程应用，因此文本对索穹顶结构和弦支穹顶结构的特点及近几年在我国的工程实践进行了总结。
1 索穹顶结构索穹顶结构是由索穹顶结构主要由脊索、斜索、压杆和环索构成，是最近十几年发展起来的一种新型的空间结构形式。
这种结构体系具有受力合理、自重轻、跨度大和结构形式美观、新颖等特点，是一种结构效率极高的全张力体系[2]，有着广阔应用和发展前景的大跨度空间结构形式，然而索穹顶在应用当中又有一系列的难题，主要是由于在施工和工作状态下索穹顶具有很强的非线性(特别是施工过程中)，这对结构分析设计及施工提出了很高的要求。
国内目前在无锡新区科技交流中心和太原煤炭交易中心采用了索穹顶结构。
国内第1个刚性屋面的索穹顶是于2009年完工的无锡新区科技交流中心索穹顶[2]，见图1所示，该索穹顶平面为圆形，直径24 m，矢高2.109 m，采用铝板结合的刚性屋面和三环Geiger 型索杆系，其中脊索和环索均连续贯通。
肇庆新区体育中心体育馆弦支穹顶结构索张拉施工技术研究
肇庆新区体育中心体育馆弦支穹顶结构索张拉施工技术研究摘要：肇庆新区体育中心体育馆屋盖是弦支穹顶结构，与常规弦支穹顶结构具有跨度大（跨度130m）、偏心不对称的特点，其张拉施工方法的合理性是本体育馆能否安全完成钢结构卸载的关键。
本文以此为主要研究载体，重点阐述了索张拉过程所采取的方法及相关经验总结。
关键词：肇庆新区体育中心；弦支穹顶；索张拉；一、引言近年来，因大型体育场、机场和会展场馆等公共建筑对建筑造型空间的需要，弦支穹顶复杂钢结构越来越多得到应用。
而弦支穹顶受力复杂，索张拉过程中受力变化非常敏感，现场施工影响因素较多。
若其张拉方案考虑不周全，对钢屋盖最终的施工质量有关键性的影响。
二、工程概况肇庆新体育中心体育馆钢结构屋盖为弦支穹顶结构，近似为球壳形，整个屋盖的投影近似为圆形。
屋盖跨度约为130m，标高为32.285m。
体育馆的上部网壳，一方面通过球形铰支座与下部Y字柱相连，一方面通过节点板销接于V形柱柱顶；外围V形柱通过48个固定铰支座与混凝土结构连接；Y字柱顶共设16个固定铰支座。
下部索杆系采用肋环型索系，由环向索、径向索和撑杆构成，共设3圈，其中环向索和径向索均为1670级GALFAN索，撑杆采用圆钢管，上端与网壳采用铰节点连接，下端与索夹固接。
图2-1体育馆屋盖概况三、张拉方法的选择弦支穹顶结构预应力施工有三种方法：环向索张拉法、撑杆顶升法、及径向索张拉法。
环向张拉法的索力较径向拉索和竖向撑杆大很多，对张拉设备要求高，张拉设备可选择性小；另外，环向张拉法只适合运用于单层网壳钢结构空中散拼做法，对工期影响大。
所以本工程不采用环向张拉法。
撑杆顶升法是通过调节竖向撑杆的长度间接对结构施加预应力，适应于竖向撑杆较少，张拉吨位低的结构。
而本工程三道环向索竖向撑杆达到48根，不适合采用此方法。
再者，撑杆顶升法要根据钢结构安装误差确定拉索初始无应力长度，施工精度要求高，索力控制困难。
所以采用撑杆顶升法也不适合。
w6b[建筑]弦支穹顶结构极限承载力研究
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弦支穹顶结构极限承载力研究陈小培1, 李亚侠2, 曹正罡1(11哈尔滨工业大学土木工程学院, 哈尔滨 150090;21黑龙江寒地建筑勘察设计有限公司, 哈尔滨 150080) 【摘 要】 选用跨度为40m K 6型弦支穹顶结构,利用大型有限元分析软件ANSY S 和ABAQUS ,对该新型结构进行了稳定性能分析,并采用了非线性有限元的方法对影响极限承载力的参数,如矢跨比、撑杆高度、拉索预应力、拉索布置方式等进行了分析,得出了一些对工程有意义的结论。
【关键词】 K 6型弦支穹顶;稳定分析;极限承载力【中图分类号】 T U39313 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001-6864(2007)05-0083-02E LASTIC -P LASTIC U LTIMATE CAPACIT Y OF SUSPEN DE D DOMECHE N X iao -pei 1, Ll Y a -xia 2, C AO Zheng -gang1(1.Department of Civil Engineering ,Harbin Institute of T echnology ,Harbin 150090,China ;2.Heilongjiang C old Region Architectural Survey and Design C o.Ltd.,Harbin 150080,China ) Abstract :The structural stability behavior of suspended dome is theoretically investigated by em ploying acom putation m odel of the K iewitt suspended dome with a span of 40m.ANSY S and ABAQUS were used in the investigation.The structural parameters that in fluence the structural ultimate load -carrying capacity such as rise to span ratio ,heights of struts ,numberof cable rings and prestresses of cables were analyzed.S ome valuable conclusions are drawn for the mechanical analysis and practical design.K ey w ords :K iewitt suspended dome ;stability analysis ;ultimate load carrying capacity 随着社会的进步和人们生活水平的提高,人们对生存环境有了更高的要求,于是一些新型的结构形式得到了重视和发展。
浅谈弦支穹顶结构施工工艺及模拟方法
浅谈弦支穹顶结构施工工艺及模拟方法弦支穹顶结构是一种刚柔结合的新型复合空间预应力结构，在其施工过程中，因存在拉索的力，如果施工人员在施工过程中没有对其力学性能进行全面分析，其受力状态也就会受到一定的影响，影响到工程的施工质量。
因此我们很有必要对该结构的施工技术进行全面分析。
本文重点研究弦支穹顶结构，从其施工技术、施工全过程模拟方法两个方面着手进行深入研究，并试着论证了其计算模拟方式在保证弦支穹顶结构施工质量与稳定性中的重要性作用。
标签：弦支穹顶结构；施工技术；全过程；模拟方法在现代化社会发展中，经济水平、技术水平得到了显著的提高，促进了建筑行业的健康发展。
弦支穹顶结构是现代化建筑工程施工中常见的一种结构形式，其施工技术也相对比较成熟，这一结构施工也就是利用张拉预应力索而进行一系列施工的一种技术。
简单的说，弦支穹顶结构在施工过程中，施工人员的研究的重点也就是对张拉力全过程的分析。
但是从当前的实际情况来看，很多学者在对其进行研究的过程中，并没有将全过程模拟对施工工艺的影响考虑在其中，这就导致其张拉模拟计算方法与实际工程的施工无法保持一致，最终影响到工程的施工质量。
因此我们很有必要对其进行深入分析。
本文基于对弦支穹顶结构施工技术的分析，提出了包括施工顺序、预应力张拉施加形式、临时支撑系统以及预应力张拉形式在内的四大关键施工环节模拟参数，并借助于相应的时变模型与计算程序，现对其做详细分析与说明。
一、弦支穹顶结构施工技术的概述我们对大量弦支穹顶结构的建筑工程结构进行研究与分析，结果发现，弦支穹顶结构在施工过程中的受力情况取决于其施工技术，因此在对该结构进行施工的过程中，施工人员首先需要对其施工技术进行全面分析，从而实现对张拉全过程进行模拟算法的分析。
一般来说，要想达到这一目的，就需要我们注意到以下几个方面的问题：首先，弦支穹顶结构在实际施工过程中，必须要严格按照杆件拼装、结构张拉、结构吊装等步骤进行施工；其次，在施工過程中，施工人员需要在结构的预应力张拉方面施加形式，以保证结构的施工质量，使其受力情况达到均衡；其施加形式主要包括张拉环向索、张拉径向索、顶升撑杆三个方面；再次，在实际施工过程中，施工人员应该在结构中设置满堂脚手架、临时台架等临时支撑系统；第四，施工人员还需要在结构中设置预应力张拉形式。
弦支穹顶结构
北京工业大学体育馆创造了世界建筑史上的一个纪录——世界上跨度最大的预应力弦支穹顶结构，最大跨度达93米。
随着北京奥运会羽毛球、艺术体操比赛陆续在这里举行，将会有更多的人关注这座建筑的独特魅力。
怀着对这座建筑特殊钢结构的探究心情，我们走进了这座建筑，访问了负责该项目预应力弦支穹顶结构施工技术的北京市建筑工程研究院副总工秦杰博士。
北京工业大学体育馆建筑总面积24383平方米，屋盖最大跨度93米，矢高9.3米，其结构形式为下部钢筋混凝土框架结构，上部采用新型空间结构体系——弦支穹顶结构。
如果用单层网壳支撑如此大的跨度，势必要增大构件的截面尺寸，进而会导致建筑整体结构笨重，用钢量增大。
目前采用的弦支穹顶结构上部是一个球冠顶面的单层网壳，下部是径向高强度钢拉杆和环向高强度钢索，借助垂直的竖向撑杆支撑网壳。
这种新型结构形式，结构新颖，构思巧妙，受力合理。
也正是弦支穹顶结构这种“刚柔并济、柔中带刚”的特性，才使得体育馆呈现出一种轻盈飘逸的形态，使人们自然联想到羽毛球、艺术体操的项目所表达的清灵飘逸。
仿真计算与施工监测确保安全施工和结构质量虽然体育馆已经竣工，但秦杰依然保留着他们最初制作的弦支穹顶结构模型，因为这个工程项目的施工确实让他们呕心沥血。
他谈到，大跨度预应力钢结构是由高强度、抗腐蚀、抗疲劳钢索与各种形式的空间钢结构组合而成的一种新型结构形式。
对于直径93米的世界最大跨度弦支穹顶结构，其最外圈环向索预应力张拉值达到250吨，钢结构施工的难度实属世界罕见，其中预应力拉索施工是这个工程的最大特色和难点。
由于北京工业大学体育馆工程的特殊性，在施工前工程师们必须进行大量的深化设计和仿真计算等准备工作。
在施加预应力完成前结构尚未成形，弦支穹顶的结构整体钢度较差，因此必须应用有限元计算理论，使用有限元计算软件ANSYS进行弦支穹顶结构的施工仿真计算，并采用APDL语言编写仿真计算程序，以期能很好地模拟该结构形式的施工过程，保证结构施工过程及结构使用期的安全性。
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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9.3
12.0×8 12.0×8
北京工业大学
北京建筑工程研究所 东南大学
椭圆平面弦支穹顶结构模型试验
济南奥体中心8:122缩尺模型试验
6.7×5.1
8
北京建筑工程研究所
浙江大学
2.4弦支穹顶的工程应用
弦支穹顶伴随着工程应用，弦支穹顶概念不断得到延 伸，形式也越来越多样化。上部单层网壳由最初的球形延 伸到了椭球形(武汉市体育中心体育馆和常州市体育馆)、 正六边形(安徽大学体育馆)、近似三角形(渝北体育馆)；下 部张拉整体部分的布置也由最初的一圈发展到多圈，由最 初每圈撑杆与环索单元 1∶1的设置发展到如今的 2∶1或 3∶1(大连市体育馆和南沙体育馆)；随着分析设计理论和 施工技术的完善，跨度也由最初日本光丘穹顶35 m发展到 现在的济南市奥体中心体育馆122 m(日本方案设计已达到 200 m)。
北京亚运会主赛馆
汉城奥运会主赛馆
1.2单层网壳
单层网壳依靠自身造型优美、技术成 熟和施工方便等优点，在中小跨度的工程 中广泛应用，单层球面网壳虽然壳面内具 有较大的刚度，但壳面外的刚度较弱，结 构对初始缺陷非常敏感，且单层网壳对支 座有较大的水平推力，因此其在大跨度结 构中应用受到一定的限制。通常杆件中的 应力值仅为设计值的1/5左右，远远没有发 挥材料的强度。
弦支穹顶结构示意图
2.1.2弦支穹顶结构的原理
单层网壳和弦支体系相结合形成弦支穹顶，弦支体系中索的预应 力通过撑杆使单层网壳产生与使用荷载作用时相反的位移，从而抵消 了部分外荷载的作用；索与梁之间的撑杆对于单层网壳起到了弹性支 撑的作用，从而可以减小单层网壳杆件的内力；同时，下部斜索负担 了外荷载对单层网壳产生的外推力，从而不会对边缘构件产生水平推 力，整体结构形成自平衡体系。
2.2弦支穹顶的分类
• • • • • • 2.2.1肋环形弦支穹顶 2.2.2施威德勒型弦支穹顶 2.2.3联方型弦支穹顶 2.2.4凯威特型弦支穹顶 2.2.5凯威特—联方型弦支穹顶 2.2.6三向网格弦支穹顶
2.2.1肋环形弦支穹顶
上层网壳是由径向构件和环向构件组成 ，在网壳下部加上撑杆、斜索和环向索后， 便形成肋环形弦支穹顶，主要用于中、小跨 度屋盖。
2.3.4弦支穹顶施工过程全分析
弦支穹顶结构的施工全过程分析及其 施工控制理论分析是其实现的关键过程之 一，也是目前研究的热点。国内外针对此 问题提出了多种理论，并分别在不同的工 程中得到了应用和验证。国内从事这方面 的专家有李永梅、唐建民、黄呈伟、罗尧 治、张立新、袁行飞、姜群峰、郑君华和 赵宝军等。
2弦支穹顶的发展现状
• • • • 2.1弦支穹顶的基本概念 2.2弦支穹顶的分类 2.3弦支穹顶的研究现状 2.4弦支穹顶的工程应用
2.1弦支穹顶的基本概念
• 2.1.1弦支穹顶结构的组成 • 2.1.2弦支穹顶结构的原理 • 2.1.3弦支穹顶结构的特点
2.1.1弦支穹顶结构的组成
典型的弦支穹顶结 构由一个单层网壳和下 部撑杆、拉索组成，各 环撑杆的上端与单层网 壳对应的各环节点铰接 连接；撑杆下端由径向 拉索与单层网壳的下一 环节点连接；同一环撑 杆下端由环向箍索连接 在一起，使整个结构形 成一个完整结构体系。
2.3.3弦支穹顶结构的静动力分析
自1993年弦支穹顶结构提出后，国内外学者就对其进 行了一系列的性能分析与研究。结构提出者川口卫教授最 先做了系统的结构性能分析与试验研究，国内对弦支穹顶 结构的研究起步较晚，1999 年由天津大学田国伟对弦支穹 顶结概念提出以来，国内学者对该结构的力学性能进行了 深入研究，天津大学（刘锡良、陈志华）、浙江大学（董 石麟、陈明山）、清华大学（崔晓强）、哈尔滨工业大学 （姚姝）、北京工业大学（刘学春）等各高校先后投入研 究，并获得了一系列成果。
弦支穹顶结构
目录
1 弦支穹顶的发展历史 2 弦支穹顶的发展现状 3 弦支穹顶存在的问题
1 弦支穹顶的发展历史
• • • • • 1.1预应力钢结构 1.2单层网壳 1.3双层网壳 1.4索穹顶 1.5弦支穹顶
1.1预应力钢结构
弦支穹顶结构之所以称为一种高效能 的空间结构，主要原因就是其高强度拉索 及其预应力的引入，通过施加预应力使结 构形成自平衡体系。而最先使用预应力的 结构就是预应力钢结构。 预应力钢结构是在设计、制造、安装、 使用过程中用人为方法引入预应力ห้องสมุดไป่ตู้提高 结构强度、刚度、稳定的钢结构。
光丘穹顶
聚会穹顶
继光球穹顶之后，1997年3月日本长野 又建成了另一个弦支穹顶—聚会穹顶，也由 川口卫设计。穹顶跨度为46m，屋盖高度为 16m。整个弦支穹顶支撑在周圈钢柱上，钢 柱与下部钢筋混凝土框架连接。
聚会穹顶
天津保税区商务中心大堂屋盖
该穹顶结构跨度35.4m，矢高4.6m；上部单层网壳部 分采用联方型网格，杆件全部采用 , 133×6；撑杆采用, 89×4。下部张拉整体部分共布置 5 道， 由外及里前两道 采用钢丝绳, 6×19，后三道采用钢丝绳, 6×19。沿径向 划分为5个网格，外圈环向划分为32个网格，到中心缩减 为8个，弦支穹顶周边支承于沿圆周布置的15根钢筋混凝 土柱及柱顶圈梁之上。
2.2.6三向网格弦支穹顶
这种网壳的网格由在球面上用三个方 向的、相交成60度的大圆构成；或在球面 的水平投影上，将跨度n等分，再做出正三 角形网格，投影到球面上，即可得到三向 网格球形面网壳。
2.3弦支穹顶的研究现状
• • • • • 2.3.1弦支穹顶结构形态分析 2.3.2弦支穹顶结构预应力的设置 2.3.3弦支穹顶结构的静动力分析 2.3.4弦支穹顶结构施工过程全分析 2.3.5弦支穹顶结构试验研究
如1975年建成的美国新奥尔良超级 穹顶(Superdome)是目前世界上跨度最大 的双层网壳结构，平面直207m，网壳厚 2.2m，用钢指标达到 ，因此仍需进 一步改善。
美国新奥尔良超级穹顶
1.4索穹顶结构
1962年著名建筑师R.B.Fuller提出了由索和杆 组成的张拉整体结构，80年代，美国B.H.Geiger 和M.Levy基于 Fuller 的张拉整体概念，提出索 穹顶结构体系，是目前最合理、最轻型大跨度 结构体系，具有构思简单、形式简捷、结构性 能优越等特点。但索穹顶上层索容易出现松弛 而退出工作，且需要在周边支座设置强大的受 压环梁以平衡拉索预拉力，费用昂贵且施工制 作复杂，造价非常高。
2.3.2弦支穹顶结构预应力的设置
弦支穹顶结构之所以称为一种高效能的空间结构，主 要原因就是其高强度拉索及其预应力的引入，通过施加预 应力使结构形成自平衡体系。田国伟基于弦支穹顶中拉索 预应力的两方面用途，即减小上部单层网壳结构的内力峰 值和减小支座径向反力，利用各层拉索和撑杆之间的几何 关系，推导出弦支结构预应力设定的简化计算公式。张明 山采用局部分析法，利用平衡矩阵理论方法和线性静力分 析法，先确定下部索杆张力体系初始态预应力分布，再将 其加在上部被动张拉部分，从而得到结构整体的初始态预 应力分布，通过局部分析法得到的整体结构的初始态是平 衡的。石开荣根据自平衡性和按序逐圈分析的基本思想， 提出预应力确定新方法—自平衡逐圈确定法。
目前世界上最大跨度的单层网壳是1997年 建成的日本名古屋穹顶，建筑直径为229.6m， 结构直径为187.2m，采用三向网格，节点为 能承受轴力和弯矩的刚性节点。
日本名古屋穹顶
1.3双层网壳
为了解决单层球面网壳的稳定性问题， 可通过双层网壳来增加结构的抗弯刚度， 与单层网壳相比，双层网壳克服了壳外刚 度弱的缺点，其对初始缺陷的影响不再敏 感，结构的稳定性得到了较大提高，因而 使得结构可以跨越更大的跨度，但是双层 网壳杆件稠密，随着跨度的增大，自重会 导致周边环梁产生更大的拉力，用钢指标 及工程造价较高。
光丘穹顶
世界上第一个弦支穹顶-光球穹顶，该穹顶跨度为 35m，最大高 度14m，总质量130t ，上层网壳采用由工字形钢梁组成的联方型网格 划分方式。光丘穹顶只在单层网壳的最外层下部组合了张拉整体结构 ，而且采用了钢杆代替径向拉索，通过对钢杆施加预应力，使结构在 长期荷载作用下对周边环梁的作用力为零。环梁下端由 V 形钢柱相连, 钢柱的柱头和柱脚采用铰接形式，从而使屋顶在温度荷载作用下沿径 向可以自由变形。
早期最具代表性的预应力钢结构是1972 年建造的慕尼黑奥运会主赛场馆，它是利 用吊点代替支点的斜拉预应力钢结构。
慕尼黑奥运会主赛场馆
随着对预应力钢结构静动力性能研究的 深入，逐渐认识到预应力钢结构有着高效的 结构性能和良好的经济指标， 因此在20世 纪80年代，国内外建造了一批典型的预应力 钢结构工程，如 1988 年建造的汉城奥运会 主赛馆—索穹顶结构，1990 年北京亚运会 主赛馆的斜拉结构。
弦支穹顶结构原理图
2.1.3弦支穹顶结构的特点
（1）弦支穹顶高强度预应力拉索的引入使钢材强度的 利用更加充分。 （2）通过对索施加预应力，可使上部网壳结构各构件 的相对变形较小；可减小单层网壳杆件的内力，调整体系 的内力分布，降低内力幅值；张拉整体结构部分不仅增强 了总体结构的刚度，还大大提高单层网壳部分的稳定性。 （3）弦支穹顶结构对边界约束要求比较低。 （4）弦支穹顶屋面覆盖材料可以采用建筑造价低、施 工连接工艺成熟和保温遮阳性能相对较好的刚性材料。 （5）施工张拉过程比索穹顶等结构更加简单。
2.2.4凯威特型弦支穹顶
由n根通长的径向杆线把球面分为n个对 称扇形曲面，然后在每个扇形曲面内，再由 环向构件和斜向构件将此曲面划分为大小比 较均匀的三角形网格。每个扇形平面中各左 斜构件平行、各右斜构件平行。
2.2.5凯威特—联方型弦支穹顶
相对于前面四种类型穹顶来说，凯威 特-联方型弦支穹顶网格尺寸相对均匀，减 少不必要的构件，受力更合理，同时也方 便施工。
2.3.5弦支穹顶结构试验研究
在弦支穹顶结构的工程应用过程中， 为了对设计方案和理论分析进行验证 , 共 完成了7个模型试验和2个实物加载试验， 而且这些实验大部分在国内进行，这说明 我国在弦支穹顶结构技术研究方面处于领 先地位。另外模型试验和实物试验的结果 验证了弦支穹顶结构是一种高效的结构体 系，且其稳定承载力要比相应的单层网壳 提高50 %左右。