几个大跨度弦支穹顶结构的比较与分析
火灾下大跨度弦支穹顶结构的性能分析
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
垛
攥 辖
型 意
一
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
缕
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
大跨空间析架弦支穹顶结构体系及建造关键技术研究与应用
大跨空间析架弦支穹顶结构体系及建造关键技术研究与应用说起大跨空间析架弦支穹顶结构，嘿，这可是个不得了的东西。
你要是从天上俯瞰，看到的可能是一座座仿佛挂在天上的“大网”一样的建筑。
它们常常出现在大型场馆、体育馆、展览中心这些地方，造型霸气，气派十足，给人一种大气磅礴的感觉。
你看那些建筑，表面简洁得很，但细看时，你会发现它们的结构就像是一座精密的时钟，里面有着无数条支撑力、压力和力量的“线路”。
这玩意儿要搞明白，得先从它的“骨架”说起。
这个架子啊，咱就叫它“弦支穹顶”。
别看名字长得有点儿高深，实际搞清楚了，就跟拆开一块拼图似的，容易明了。
这东西的好处多了，它比传统的钢筋混凝土建筑轻得多。
想象一下，如果你在一个巨大的空间里放上一个笨重的屋顶，那顶棚一旦下沉，就麻烦了。
可是弦支穹顶，嘿，它的力学结构设计得巧妙无比，能够均匀分布压力，避免让整个结构“塌下去”，说白了，就是一个“不怕压力”的好帮手。
更让人惊叹的是，很多时候它不需要那么多的支柱就能站得稳，这简直是给空间腾地方！你不禁想，哇，这设计真是妙啊，空间大了，视觉感受也不一样，整个建筑看起来都开阔了不少。
不过，你可能会问，那建造这种弦支穹顶，难度是不是特别高？嘿，没错，真得难得要命。
要知道，造一个这样的结构，首先得考虑如何把这么复杂的元素搭建起来。
就像做拼图似的，一开始每个零件都很散，每个构件之间的连接要精确到毫米级，谁都不能马虎。
大家都知道，建筑嘛，任何一个环节出差错，可能全局就得“推倒重来”，所以在施工过程中，那些技术工人可得像医生一样，手稳眼准，每一个动作都得小心谨慎。
别说是安装这些弦支、钢架了，就是每一根材料的搬运，都是对技术团队的挑战。
除了这些技术挑战，还有一个不得不提的就是施工时的“精准度”。
这些大跨空间结构，材料的搭配、铺设，都是按照最严苛的标准来的。
工程师们计算得死死的，一点儿误差都不允许。
所以，一开始设计时，要做到“心中有数”，连每一根钢筋都要算得清清楚楚，计算得明明白白。
弦支穹顶结构报告
摘要随着现代社会的发展和人类生活水平的提高，人们对于大跨度空间的需求越来越多，代表性场所包括体育馆、会展中心、博物馆、候机厅、影剧院、飞机库和车站等。
传统的平面结构如梁、拱、桁架和钢架等，受其结构特性的限制，很难覆盖较大的空间。
而空间结构正好能满足大跨度建筑要求的结构形式，它不仅受力合理，而且能做出各种优美的建筑造型。
其中最常用的空间结构—弦支穹顶结构由于在2008年奥运会和2009年全国运动会的应用，使弦支穹顶结构成为新结构体系的一颗明星。
凭借其合理的传力机制、美观的建筑效果和经济的工程造价，弦支穹顶结构已经得到中国科研、教学、设计、施工等业界的认可，在实际工程应用中，无论是数量还是跨度上，都为世界之最。
弦支穹顶最早由日本政法大学Mamoru Kawaguchi 教授于1993年提出。
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。
它一方面改善了上部单层网壳结构的整体稳定性，使结构能跨越更大的空间；另一方面，弦支穹顶结构具有一定初始刚度，其设计、施工成形以及节点构造与索穹顶等完全柔性结构相比得到了较大的简化。
另外，两种结构体系对支座的作用相互抵消，使结构成为自平衡体系，在充分发挥单层网壳结构受力优势的同时能充分利用索材的高强抗拉性，调整体系的内力分布，降低内力幅值，从而提高结构的承载能力。
本文共分为三个部分，第一部分主要介绍了弦支穹顶的发展历史；第二章主要介绍弦支穹顶的发展现状并列举了大量的国内外弦支穹顶工程应用实例；第三章主要介绍弦支穹顶需要解决的问题。
关键词：（弦支穹顶、网壳、索穹顶、预应力）目录摘要 (1)1弦支穹顶的发展历史 (1)1.1预应力钢结构 (1)1.2单层网壳 (3)1.3双层网壳 (4)1.4索穹顶结构 (4)1.5弦支穹顶结构的提出 (6)2弦支穹顶的发展现状 (7)2.1弦支穹顶的基本概念 (7)2.1.1弦支穹顶结构的组成 (7)2.1.2弦支穹顶结构的原理 (7)2.1.3弦支穹顶结构的特点 (8)2.2弦支穹顶的分类 (10)2.2.1肋环形弦支穹顶 (10)2.2.2施威德勒型弦支穹顶 (10)2.2.3联方型弦支穹顶 (11)2.2.4凯威特型弦支穹顶 (11)2.2.5凯威特—联方型弦支穹顶 (12)2.2.6三向网格弦支穹顶 (12)2.3弦支穹顶的研究现状 (13)2.3.1弦支穹顶结构形态分析 (13)2.3.2弦支穹顶结构预应力的设置 (13)2.3.3弦支穹顶结构的静动力分析 (14)2.3.4弦支穹顶结构施工过程全分析 (16)2.3.5弦支穹顶结构试验研究 (18)2.4弦支穹顶的工程应用 (18)2.4.1光丘穹顶 (19)2.4.2聚会穹顶 (20)2.4.3天津保税区商务中心大堂屋盖 (20)2.4.4天津博物馆贵宾厅屋盖 (21)2.4.5常州体育馆 (21)2.4.6 2008年奥运会羽毛球馆屋盖 (22)2.4.7 武汉市体育中心体育馆 (23)2.4.8 济南奥体中心体育馆 (24)2.4.9 安徽大学体育馆 (25)2.4.10 辽宁营口体育馆 (25)2.4.11山东茌平体育馆 (26)2.4.12三亚体育中心体育馆 (27)2.4.13重庆渝北体育馆 (27)2.4.14大连市体育馆 (28)3弦支穹顶存在的问题 (30)3.1网壳网格形式与尺寸确定 (30)3.2风荷载对弦支穹顶的影响 (30)3.3弦支穹顶的张拉方案 (31)3.4弦支穹顶的预应力 (31)3.5弦支穹顶结构温度效应研究 (31)3.6弦支穹顶结构节点设计研究 (31)3.7弦支穹顶结构索滑移模拟研究 (32)3.8超大跨度弦支穹顶结构的设计研究 (32)3.9弦支穹顶结构索力的测试及其补偿技术研究 (32)参考文献 (33)1弦支穹顶的发展历史弦支穹顶结构是由上层单层球面网壳和下层环索、斜索通过竖杆连接，索由网壳节点连接到悬挂于单层球面网壳的竖杆的下端而成的新型交空间结构。
大跨弦支穹顶结构的动力特性分析
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
大跨结构 弦支穹顶(复习课)
弦支穹顶结构
内容
1、弦支结构体系的分类及工程应用 2、平面弦支结构整体稳定性分析 3、空间弦支结构整体稳定性分析 4、提高弦支结构稳定性的措施
大跨空间结构 Spatial Structures
芦燕
2015年10月28日
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内容
1、弦支结构体系的分类及工程应用 2、平面弦支结构整体稳定性分析 3、空间弦支结构整体稳定性分析 4、提高弦支结构稳定性的措施
1.1分类
（3）不可分解的空间弦支结构 当单层球面网壳作为上弦 构件时称为弦支穹顶。之所以称 弦支穹顶为不可分解的空间弦支 结构，是因为弦支穹顶中找不到 成榀的平面弦支结构构件，整体 结构呈空间受力体系，受力性能 更好，刚度更大，撑杆通过斜索 和环索连接。结构较适用于圆形 平面 。
大跨空间结构 Spatial Structures
上海浦东国际机场航站楼屋盖外景图
大跨空间结构 Spatial Structures 芦燕
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1.2工程应用
塘沽农用机库屋盖 该工程平面长106m，宽21m， 最高处标高15m，中间设有4个 24m×21m的飞机库。 屋面为弧形，结构跨度21m， 两边悬挑部分最大为4.775m，在 悬挑最大处设置圆钢管柱进行支 承。屋面承重体系选用张弦梁结 构，每榀张弦梁布置间距2m，在 柱顶设置跨度24m托架以支承张 弦梁结构。
大跨空间结构 Spatial Structures
芦燕
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1.1分类
双向弦支结构 双向弦支结构，是将数榀平 面弦支构件沿纵、横向交叉布置 而得，结构也是由上弦杆件，撑 杆和弦组合而成。因为上弦杆件 交叉连接，侧向约束相比平面弦 支结构明显加强，结构呈空间传 力；但比平面弦支结构节点处理 变复杂。该型式较适用于矩形， 圆形和椭圆形平面。
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。
大跨度穹顶钢结构设计与施工分析
开展有关的设计工作，完善其中的施工模式和机制，在改善设计 屈曲第一阶模态中提取初始缺陷的数据值。开展稳定性计算工
与施工的同时提升工程建设水平，彰显出大跨度穹顶钢的结构 作的过程中，应重点将永久、可变荷载等效设置在节点区域，利
优势和作用，达到预期的设计和施工工作目的。
用位移控制的手段合理分析，结合非线性工况的信息和内容明
2021 年第 1 期（总第 397 期）
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工程设计
域，在两侧设计挡板部分，使其可以形成支座滑移过程中侧向推 试验之后如符合标准就可以正式进行提升处理，这样除了能够
力的抵抗作用[4]。
预防出现施工问题，还能保证穹顶钢结构的提升处理有效性，为
高，结构属于很多构件组成，数量最多的能够达到数十万，其中 加工设计与安装设计的内容，在工装周围合理设计桁架脚手架
的构件无论是尺寸还是长度都存在一定的差异性，会导致工程 平台，明确桁架截面、材料截面、腹杆材料的规格，这样在合理设
的施工面临很多难点，在复杂性的结构施工期间出现施工的难 计的情况下能够为工程的施工提供准确依据[3]。
中图分类号：TU393.3 文献标识码：B 文章编号：1001-6945（2021）01-086-02
大跨度穹顶钢施工的过程中，主要是在跨度空间较大的区 算工作，按照空间网格技术规程，准确开展网壳方面的稳定性计
域开展钢结构的施工工作，设计人员应该按照结构特点科学化 算活动，在最初阶段采用几何非线性分析方式研究缺陷情况，在
点，尤其是一些扭曲类型的穹顶钢结构，需要开展专业性的设计 2.3 内外圈轨道设计措施
工作与试验工作，以此来增强工程的施工有效性，为穹顶钢结构
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。
大学体育馆弦支穹顶钢结构屋盖的分析与设计
3.3 荷载态的弹性设计计算
✓考虑了14个大类的荷载组合 。当恒荷载起有利作用时，其分项系数取为1.0；温度的分项系数1.0， 组合系数0.7。各个组合中均已包括了1.0倍的预应力作用： (1) 1.0结构自重（即预应力初始态） (2) 1.2恒+1.4雪 (3) 1.2恒+1.4风 (4) 1.2恒+1.0温 (5) 1.2恒+1.4雪+1.4×0.6风 (6) 1.2恒+1.4风+1.4×0.7雪 (7) 1.2恒+1.4雪+0.7温（升温时取活） (8) 1.2恒+1.0温+1.4×0.7雪（升温时取活） (9) 1.2恒+1.4风+0.7温 (10) 1.2恒+1.0温+1.4×0.6风 (11) 1.2恒+1.4雪+1.4×0.6风+0.7降温 (12) 1.2恒+1.4风+1.4×0.7雪+0.7降温 (13) 1.2恒+1.0降温+1.4×0.6风+1.4×0.7雪 (14) 1.2（恒+0.5雪）+1.3水平地震
某大学体育馆弦支穹顶 屋盖的分析与设计
主要内容
1. 工程概况 2. 结构体系与结构布置 3. 结构静力与动力计算分析 4. 静力弹塑性极限承载力计算分析 5. 节点设计 6. 施工张拉过程的仿真计算 7. 结语
2
1. 工程概况
钻石形建筑造型； 正六边形柱网外接圆直径87.757m，最 大挑檐长度6m，屋盖总高度11.55m； 矢跨比1/8.6； 屋面坡度12度，局部凸屋面15度； 屋盖中央设置正六边形的采光玻璃天窗， 外接圆直径24m。
第8振型表现为整体环向振动，周期为T8＝0.77s
大跨弦支穹顶结构的动力反应分析
大跨弦支穹顶结构的动力反应分析钱曙珊【摘要】采用大型有限元软件ANSYS对大跨弦支穹顶结构的自振特性和地震响应进行了计算分析.考虑了不同初始状态对结构频率分布及振型特征的影响,比较了弦支穹顶结构和单层网壳结构自振特性的差异.计算了多点地震动波速输入下,大跨弦支穹顶结构的动力反应.研究结果表明,行波效应对大跨弦支穹顶结构的地震响应影响显著,特别是当多点输入相位差较大时,结构的内力和位移峰值都会有明显的增大,当场地土土质较软时不能忽略行波时滞的影响;常遇地震输入下,大跨弦支穹顶结构的位移和内力变化都较小,计算中可以不考虑几何和材料的非线性.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2010(043)001【总页数】6页(P26-31)【关键词】弦支穹顶;动力有限元;模态分析;行波效应;时程分析【作者】钱曙珊【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TU359弦支穹顶结构[1]是由单层网壳和弦支体系(张拉结构)组合而成的自平衡体系，它又是异钢种预应力杂交空间结构体系．其中高强预应力拉索的引入使钢材强度的利用更加充分，结构自重因此而降低；通过对索施加预应力，上部单层网壳将产生与荷载作用反向的变形和内力，从而使结构在荷载作用下，上部网壳结构各构件的相对变形小于相应的单层网壳，使其具有更大的变形储备；联系索与梁的撑杆对于单层网壳起到了弹性支撑的作用，可以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；张拉结构部分不仅增强了总体结构的刚度，还大大提高了单层网壳部分的稳定性，因此弦支穹顶结构的跨度可以做得较大；因为刚性的网壳对边界施以(水平向)外推力，而柔性的张拉结构对边界产生(水平向)内拉力，组合起来后二者可以相互抵消部分水平力，所以弦支穹顶结构对边界约束要求较低，适当的优化设计还可以达到在长期荷载作用下，屋顶结构对边界施加的水平反力接近于零．弦支穹顶结构的众多优势，使它具有广阔的应用空间，为此需研究此类工程的抗震性能．由于实际地震动非常复杂，地震动的频谱、幅值和持续时间受到震源、传播途径和局部场地等因素的综合影响，特别是对于大跨结构，更需充分考虑地震动的空间复杂性．本文以目前世界上跨度最大的常州体育馆为例，利用大型有限元软件ANSYS强大的动力分析功能，首先通过模态分析，研究了大跨弦支穹顶结构的自振特性；进而考虑行波效应的影响，对其进行了地震动时程分析，探讨了此类结构的地震反应规律，揭示了行波效应对此类结构的影响机理．常州体育馆的钢屋盖为弦支穹顶结构，如图1所示．它在空间上呈椭球体，结构投影的椭圆长轴长为114.08 m，短轴长为76.04 m，结构矢高21.08 m．结构上部网壳为单层网壳，其中心部位的网格形式为凯威特型(K8)、外围部位的网格形式为联方型，结构分析假定边界采用固定铰支承约束；下部的索系为Levy索系，由环向索和径向索构成，共设8道环索，其中径向索共计308根，环向索(分段计算)155根．在ANSYS中，选用LINK8单元模拟上弦径向杆、环向杆和竖向撑杆；选用具有单向受力特性的LINK10 单元模拟径向索和环索．这两种单元均包含应力刚化和大位移的能力，可以进行非线性计算．结构杆件截面选取如下．上部网壳圆钢管(Q345)尺寸规格为：1～7圈环向杆件选用φ351 mm×10，8～11圈环向杆件选用φ351 mm×12；1～5圈间径向杆件选用φ245 mm×8，5～8圈间径向杆件选用φ245 mm×10，8～11圈间径向杆件选用φ245 mm×12；竖向撑杆均选用φ121 mm×8圆钢管；拉索(环索和径索)的1～5圈和6～8圈分别采用φ50 mm和φ70 mm钢绞线，弹性模量为180 GPa．本文采用ANSYS软件研究了常州体育馆大跨弦支穹顶结构的自振特性．选择子空间迭代法进行模态分析．对弦支穹顶这种特殊的大跨结构，需首先通过拉索对结构施加初始预应力，使结构在重力和预应力共同作用下达到平衡，保证结构达到预想的几何形态．考虑了施加预应力引起的大变形效应对结构自振特性的影响．首先加入预应力和边界条件进行静力分析，然后对预应力结构体系进行模态分析．拉索初始预应力见表1．值得注意的是在后续模态计算中需采用ANSYS求解器中的分块求解算法．为更好地了解弦支穹顶结构的动力特性，同时对上部的单层网壳(不考虑索撑体系作用)进行了模态分析．经过数值计算，对于本文中的模型而言，单层网壳和弦支穹顶的自振频率如表2所示．其中弦支穹顶1、弦支穹顶2分别对应不考虑大变形效应和考虑大变形效应的结果．从表2可以看出，不考虑大变形效应和考虑大变形效应的计算结果比较接近，考虑初始状态大变形效应的结构频率略高．事实上，试验[2-5]与理论计算都表明，该弦支穹顶结构在荷载作用下，节点处的最大应力仅为材料屈服强度的15%，材料应变和结构变形都较小．实际模态分析可以忽略大变形影响.图2～图9给出了弦支穹顶1的前8阶振型图.从振型图可以看出，与单层网壳类似，跨中部分竖向刚度相对较弱；当以水平振动为主时，须注意下层拉索会出现较大位移．采用时程分析法，选用El Centro波来定量分析弦支穹顶结构的动力响应，针对结构的大跨度特性，考虑了行波效应[6]．利用ANSYS软件进行地震响应分析[7-8]．由于实际地震观测中记录的一般是加速度，还不能获取完全真实的位移时程；用大质量法进行行波分析在理论上已经比较成熟，故用这种方法进行行波效应分析．采用Newmark-beta积分算法，计算时间步长由结构的自振频率来决定，研究发现，时间步长一般应小于模型自振周期T的1/10，在此取Δt=T/20．这样可以获得有足够精度的结果．地震波在基岩中的传播速度为2,000～2,500,m/s，在软土层传播速度为50～250,m/s．考虑地震波传播速度的各种可能性，取视波速为100～2,600,m/s．本文计算选取地震波速vs分别为200,m/s、500,m/s、1,000,m/s和10,000,m/s 4种情况，由于分析模型的最大跨度接近120,m，所以地震波在基底传播中的相位差约为0.01～0.6,s．计算所使用的地震波为E1 Centro波．由于该工程的设防烈度为7度，所在场地为二类，按规范要求需对地震波进行调幅．常遇地震和罕遇地震验算的加速度峰值分别取35,cm/s2和220,cm/s2．由于大震时结构可能会出现拉索松弛及局部构件的塑性屈服，分析中需考虑几何及材料非线性，这超出了本文的研究范围．本文仅考虑常遇地震情况下结构的地震反应计算．对于地震动单向输入的情况(沿结构椭圆平面的短轴方向)，首先直接对上部结构输入加速度，计算结构在一致激励下的地震响应．结果表明：常遇地震情况下，结构位移很小，同初始状态相比，拉索应力及上部网壳杆件内力变化幅度不大．考虑不同地震动波速[9-10]对地震响应的影响，当波速取10,000,m/s时，如图10和图11所示，顶点位移及拉索内力与一致输入时(两种不同的计算方法)基本一致．计算中取支座处大质量值为1012,kg，能够保证结果的稳定．图12和图13分别给出了结构模型中两典型节点随波速变化的位移时程，可以看出波速对地震响应有非常显著的影响：当场地土质较软、波速较小时，若考虑行波效应，位移响应计算结果会明显放大．随着波速增大，逐渐接近一致输入情况．波速取1,000,m/s时，位移幅值和一致输入差异不大．图14和图16给出了结构模型中第4、第6和第8道环索中典型单元的应力时程．可以看出：常遇地震下，索中应力变化不大，同位移反应相似，波速对环索应力影响显著；波速取为200,m/s时，若考虑行波效应，环索应力会明显增大；而随着波速增大，应力振荡幅度逐渐减小；波速取1,000,m/s时，应力结果接近一致输入情况．图17和图18给出了弦支穹顶下部典型环向杆件的应力时程，其中459号单元在预应力施加后的轴向压力最大，而1821号单元施加预应力后轴向受拉．地震响应过程中，随着整体结构的往复运动，杆件内力拉压状态会发生变化．同拉索内力相似，行波效应对杆件内力影响很大：波速较小时内力峰值甚至会相差数倍．值得注意的是：无论位移还是结构单元应力，考虑行波效应时，随着波速降低，反应的振荡频度减弱，振荡幅值增大. 这可能与本工程自身结构的动力特性有关，并不足以成为一般规律．在某种情况下，考虑多点输入时结构内力可能会减小．(1)同单层网壳类似，弦支穹顶结构振动频率分布较密，两者的振动模态没有显著的差别，前几阶振型以竖向振动为主；一般来说，弦支穹顶振型频率要高于单层网壳；考虑初始大变形的影响使得结构的各阶振动频率略微增大．(2)行波效应对大跨弦支穹顶结构的地震响应影响显著，特别是多点输入相位差较大时，结构的内力和位移峰值都会有明显的增大．当场地土土质较软时，不能忽略行波时滞的影响．(3)常遇地震输入下，大跨弦支穹顶结构的位移和内力变化都较小，计算中可以不考虑几何和材料的非线性．(4)对大跨结构多点输入计算，本文仅考虑了行波效应这一简单因素，而实际地震动中的部分相干及局部场地效应对结构动力响应的影响还有待进一步研究．本文仅考虑了地震波的单向输入，为提高抗震的可靠度，对大跨结构有必要进行多维地震输入响应的计算分析．［1］尹越，韩庆华，谢礼立，等. 一种新型杂交空间网格结构——弦支穹顶[J].工程力学，2001，1(增)：772-776.Yin Yue，Han Qinghua，Xie Lili，et al. A new style of space grid structure：Suspend-dome [J]. Engineering Mechanics，2001，1(Suppl)：772-776(in Chinese).［2］李禄. 基于张拉整体理论的弦支穹顶结构的理论和试验分析[D]. 天津：天津大学建筑工程学院，2000.Li Lu. Suspend-Dome Structure Theory and Experimental Analysis Based on the Tensegrity Theory[D]. Tianjin：School of Civil Engineering，Tianjin University，2000(in Chinese).［3］ Kawaguchi Mamoru，Abe Masaru，Tatemichi Ikuo. Design，tests and realization of suspend-dome system[J]. Journal of IASS，1999，40(131)：179-192.［4］ Kawaguchi Mamoru，Abe Masaru，Tatsuo Hatato，et al. Structural tests on a full-size suspend-dome structure [C]//Proceedings of IASS Symposium. Atlanta，1994： 383-392.［5］ Kawaguchi Mamoru，Tatemichi Ikuo，Chen Pei Shan. Optimum shapes of a cable dome structure[J]. Engineering Structures，1999，21(8)：719-725.［6］ Loh C H，Ku B D. An efficient analysis of structural response formulti-support seismic excitation [J]. 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弦支穹顶结构的稳定承载力分析
索 的弹性模 量 Ｅ＝１８×１ ／ ｍ 。对各 圈 环索从 外 到 内 ． ０Ｎ ｍ 按照 不变的比例施 加预应 力 。外 三圈与 内两 圈撑杆 高度保 持 ｌ０ ８的比值不变 。模 型的撑 杆与拉索 铰接 ； ：． 撑杆与拉索
在 与上部 网壳连接处采用 铰接 ； 支座 采用 空间 三向铰支座 ；
载值 。具体操作 方法 为 ， Ｊ 当荷载在 加载 到一 定大 小后 ， 结
构发生 屈 曲 ， 刚度矩 阵 出现 奇异 ， 算结 果不 再 收敛 ， 其 计 此
上部 网壳 构件之间则分别采 用 刚接和铰 接两 种形式进 行对 比分 析。模 型承受 １ Ｎ ｍ ｋ ／ 的均布 面荷 载 ， 折合为 每个节点
（ ） 不同矢跨 比 ： ２显 示 ， １ 表 弦支 穹顶 稳 定 承载 力 随 矢跨 比的变化 而改变 。在矢跨 比由 １６变 为 １８时 ， ／ ／ 稳定 承 载力提高 了 １． ６ ； 当矢跨 比从 １８变为 １ １ ７５ ％ 而 ／ ／ ０时稳定 承 载力 下 降 ９ ６ ％ ； １ １ ． ２ 从 ／０变 为 １ １ ／ ２时稳 定 承 载 力下 降 １ ．９ 。分析原因 ， ８９％ 主要 是因为在同等撑杆高 度下 ， 当结构 的矢跨 比较大时 ， 下部径 向拉 索与 撑杆之 间 的夹角 增大 ， 使
低
温
建 筑
技
术
２ １ 年第 ８ （ ０１ 期 总第 １ ８ ） ５ 期
弦支 穹 顶 结构 的稳 定 承 载 力分 析
李 峰， 赵 崎
７０ ５ １ ０ ５） （ 西安建筑科技大学 土木工程学院 ． 西安
【 摘
要 】 弦支 穹顶结构作为一 种新型结构 形式 ， 与单层 网壳相 比， 刚度和稳定 性都有 了很大 的提 高 ； 其 与
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。
大跨度建筑张拉、弦支、斜拉、混合结构
下部弦支体系也是空间布置，包括环索、斜索和压杆。
26
§13.2 弦支空间骨架结构
※弦支空间骨架结构受力特点：
结构为空间整体受力； 下部弦支体系对下部支承结构（柱或底环梁）产生
压力，骨架部分对下部支承结构产生拉力作用，两 者可以部分抵消，因此，可大大降低结构体系对下 部支承结构的要求。
看台屋盖采用锥形钢网架结构， 呈长方形，屋盖中间设两根钢柱， 每根钢柱上固定8根呈辐射状布置 的斜拉索。
屋架一侧直接落地，固定于地面， 可减少钢柱承受的荷载。
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§13.3 斜拉结构 ※竖琴式
竖琴式斜拉索结构是指拉索分层平行布置的形式。 优点：塔柱上的锚固点分散，简化了施工与结构构造。 缺点：斜拉索与屋盖结构平面的倾角较小；受力上不够
陈静芬 暨南大学 力学与建筑工程学院 建筑学、工程力学专业
If you're doing your best, you won't have any time to worry about failure.
§13 大跨度建筑结构的其他型式
§13.1 张拉整体体系 §13.2 弦支空间骨架结构 §13.3 斜拉结构 §13.4 混合空间结构
27132弦支空间骨架结构弦支空间骨架结构1弦支空间梁系结构主梁或次梁形成的交叉梁系2弦支网架结构3弦支网壳结构4弦支空间桁架结构28132弦支空间骨架结构1弦支空间梁系结构定义?以平面张弦梁结构为基本组成单元通过不同形式的空间布置并增设另一方向的张弦体系和支撑体系所形成的一种空间结构
建筑结构选型
第十三章 大跨度建筑结构 的其他型式
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4、弦支空间桁架结构
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。
弦支穹顶结构设计分析_彭添
5! 工程概况 三亚市中等职业技术学校二 三亚市体育中心 ! 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 由体育馆 & 体育场 & 游泳馆三部分组成 # 是三亚 用地 # 市及职业学校新校区的标志性建筑群 % 体育馆总建
筑场地周围为 E 类地貌 " 结构的 风振系 数取为 0 3# 由于屋盖结构体型 相 对 复 杂 " 要获取准确的结构风 压分布需要进行风洞试验 # 8 7 9! 地震作用 三亚市抗震设防烈度为 1 度 ( ! " 地震分组 / / 3 : 为第一组 " 场地类别为 # 类 # 8 7 :! 温度作用 使用阶段温差取 U. 3 V# 9 ! 弦支穹顶结构初始态计算 由于 结 构 形 式 的 特 点 " 初始预张力对弦支穹顶 的内力和初始变形 影 响 较 大 " 如何合理确定初始预 张力是索 结 构 设 计 中 的 关 键 环 节 # 本 结 构 在 分 析 时" 综合考虑以下因素 & ! 在各可能工况下 " 索应保持拉力 " 并有一定安 0 全储备 " 且不超过规定的应力比 # ! 过小的预张力可能使索在某些荷载组合下退 . 出工作 " 处于松弛状态 #
! 2 % ) * ! , )’ ? 7 #( * ( # ’ 9 & A #, (8" #& B( 8 " , 8 $( " ) * + " * ) #+ & A & ( # 9& B" 7 #( , ’ $ # C $ 8 # ) # 9: ) , 9( 7 # $ $8 ’ 9" 7 # @ = @ @ @ : = " " 7 #$ & 8 9 , ’ # 7 8 < , & )& B " 7 #( * ( # ’ 9 & A # ) # ( " ) # ( ( # 9+ 8 D $ # C ( " ) * " ( ( " # A -E 8 ( # 9& ’" 7 #9 # ( , ’& B8: A ’ 8 ( , * A) & & B :D @ @ = : = " " " 7 8 (D # # ’ , ’ < # ( " , 8 " # 9 , ’" 7 , (@ 8 # ) , ’ + $ * 9 , ’ 7 # , ’ , " , 8 $ ( " 8 " #8 ’ 8 $ ( , ( $ & 8 9( " 8 " #8 ’ 8 $ ( , ( 8 (F # $ $ 8 (( # , ( A , +8 + " , & ’ : @ :" = = " 8 ’ 8 $ ( , ( -? 7 #@ ) & + # ( (& B " 7 #9 # ( , ’& B " 7 #( * ( # ’ 9 & A #7 8 (D # # ’8 ’ 8 $ G # 9 8 ’ 9" 7 #< 8 $ * # (& B@ ) # ( " ) # ( ( , ’" 7 #+ 8 D $ # ( = : @ = F # ) #9 # ( , ’ # 9 -? 7 #) # ( * $ " (, ’ 9 , + 8 " #" 7 8 "" 7 , (B & ) A& B( * ( # ’ 9 & A #7 8 (: & & 9$ & 8 9 , ’ # ) B & ) A 8 ’ + #8 ’ 9# + & ’ & A , + : @ :@ " # B B , + , # ’ + 8 ’ 9+ 8 ’A # # " " 7 #) # * , ) # A # ’ " (& B " 7 #A & 9 # $ $ , ’ B 8 ’8 ) + 7 , " # + " * ) # = H :& ’ $ $ $ 3 . $ 4’ * %( * ( # ’ 9 & A #, ’ , " , 8 $ ( " 8 " #$ & 8 9( " 8 " #( # , ( A , +8 + " , & ’ @
大跨度Kiewitt型弦支穹顶结构的自振特性分析
摘 要： 弦支穹顶结构是 由单层球面 网壳和下部张拉体系组合而 成的一种新型 的空 间结构体 系，以 １ ０ ２ ｍ跨度 Ｋ８
型弦支穹顶 结构 为例 ，采用分块兰 索斯 （ａ ｃ ｏ ） Ｌ ｎ ｚ ｓ 法对其 自振特 性进行 了分析 ，分析时考虑拉索预应 力、撑杆 高
度 、结构跨度和荷载等 ４个 因素对结构 自 频率 的影 响。结果表明：当拉 索预应力增大到一定程度 ，再增加预 应 振 力对结构的 自振频率影响有 限；结构 自振频 率随着撑杆高度的增加而增大；小跨度弦支穹顶 与单层 网壳 自振模 态 相 当接近， 但大跨度弦支穹顶与 同等跨度下的单层 网壳 自振模态 明显不 同。
关键词 ：Ｋ８ 型弦支穹项；大跨度；单层球 面网壳； 自振特性 ；分块兰索斯 （ａ ｃｏ ） Ｌ ｎ ｚ ｓ 法 中图分类号 ：Ｔ １． Ｕ３ １ ３ 文献标识码 ：Ａ ＤＯ ： ． ６／ｉ ｎ１７ — ０ ５ ０ ２ ３０７ Ｉ ０３ ９ ．ｓ． ４ ８ ８． １． ．１ １ ９ ｊｓ ６ ２ ０
ＡＮＡＬＹＳ Ｓ Ｏ Ｎ Ｉ ＮＡＴＵＲＡ Ｌ Ｉ Ｖ ＢＲＡＴＩ ｏＮ ＣＨＡＲＡ ＣＴＥＲＩ ＴＩ Ｓ ＣＳ ｏＦ Ｉ Ｋ ＥＷ Ｉ ＴＴ Ｓ ＵＳＰＥＮＤｏＭ Ｅ Ｉ Ｗ ＴＨ ＬＡＲＧＥ— ＡＮ ＳＰ
＊ ＵＩ ｕ ．ｉｇ， Ｚ Ｕ ｉ ｅｇ， Ｉ ｏ ｇｈ ａ， ＨＯ ａ—ｎ ＷＡ ｕｅ Ｇ ｏｑｎ ， ＨＯ Ｈａ． ｎ Ｌ ｎ ．ｕ Ｚ Ｕ Ｑｉ ｌ ｇ， ＮＧ Ｙ ’ Ｇ ｆ Ｙ ｏｉ
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超大跨钢桁架穹顶组合网壳不同简化支承的分析对比
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超大跨度城市穹顶结构选型的概念设计建议-建筑结构论文-土木建筑论文
超大跨度城市穹顶结构选型的概念设计建议-建筑结构论文-土木建筑论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：随着城市环境变化和现代工程技术发展，建造跨度1 000 m 级超大型城市穹顶以营造一个特定的区域小环境，逐渐成为现实需求。
城市穹顶突破现有结构尺度极限，结构设计面临新的挑战。
对城市穹顶的概念进行了探讨，以在寒冷地区建造一座跨度800 m 城市穹顶为设定工程背景，对采用刚性结构、杂交结构、柔性结构以及组合结构等四大类结构体系共计13 种结构方案进行选型研究。
对比分析了结构刚度、稳定承载力和用钢量等指标，总结了跨度800 m 各种结构方案性能特点，提出了可将K 型角锥球面网壳、K 型巨型网格结构以及索承网壳-双层网壳组合结构作为优选方案；并就超大跨度穹顶的建造与设计提出了材料轻质化、设计标准、抗风问题、温度场影响、结构形态学、建造可行性、围护结构、节能环保以及穹顶维护等9 个方面的相关问题，以供进一步研究作为参考。
关键词：城市穹顶；跨度800 m 网壳结构；结构选型。
0 引言在空间结构领域，建造更大跨度的建筑结构一直是结构工程师[1-2].近三十年来，随着新材料、新工艺、新技术、新结构形式的不断涌现，在相对成熟的结构分析理论支撑下，目前世界范围内跨度150 m 的建筑已为数不少，跨度300 m 的建筑也有若干成功案例：1999 年建成的英国伦敦千年穹顶,采用塔桅支承的悬索结构体系，上覆轻质膜材，结构平面直径达到320 m; 1993 年建成的日本福冈穹顶，是当时全球最大跨度网壳结构，也是日本第一座超大型可开合屋盖结构，结构跨度达222 m,整个结构由3 片网壳组成，体现了人们对改善结构内部环境的追求。
同一时期，我国空间结构发展也取得长足进步，尤其是奥运会与上海世博会的成功举办，使得一批结构型式新颖的大跨度现代化体育场馆、会展中心等公共建筑陆续建成，目前我国已具备设计建造跨度达300 m 量级的空间结构的能力：2008年建成的国家体育场鸟巢,其长轴为332. 3 m,短轴为296. 4 m,巨大的箱形截面桁架构成其结构主体；2004 年建成的重庆奥体中心袁家岗体育场，上部拱桁架跨度达到312 m.在自然条件极为恶劣的地区，人们希望通过跨度巨大的空间结构营造适合人类活动的区域小环境；由于环境污染、气候变化造成的空气污染以及飓风、热浪等极端自然灾害，保护城市居住环境，改善自然环境逐渐成为一种现实需求。
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几个大跨度弦支穹顶结构的比较与分析
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。
边桁架
斜脊梁
环索撑杆斜拉杆
常州体育馆
＋
Levy索杆体系单层网壳
设备。
临时安装支撑在预应力施加过程中同步与网壳自动脱空，完成卸载。
10001200索力值（k N ）
常州体育馆—现场照片
张拉成形状态
常州体育馆
施工中的常州体育馆屋盖
支撑架
（a）测量仪b）双线圈传感器c）索力测试软件
检测原理与设备
济南奥体中心体育馆—现场照片
脚手架搭设构件吊装
网壳成形
济南奥体中心体育馆—现场照片
索盘放索
‘溜索法’施工
环索安装
索杆安装完毕
张拉工装安装到位
济南奥体中心体育馆—现场照片
结构完成后内视图
谢谢！。