内外双重张弦网壳结构的模型设计及静力试验

为了研究内外双重张弦网壳结构整体预张力的分布特性和静力荷载下的内力和变形特点,按照1∶15比例设计和制作了乐清体育馆屋盖的缩尺模型.将整个结构分为索杆部分和梁元部分,根据相似性原理确定模型各参数的相似比;进行构件和节点的设计,讨论模型设计的有效性;根据试验内容和模型特点确定试验的加载方案和测量方案,对该模型进行全垮加载试验.研究结果表明:有限元分析结果和试验值吻合较好,试验模型的设计、加载方式和测量方案满足要求;全跨加载情况下的结构内力和变形基本上呈线性变化,说明体育馆采用的新型内外双重张弦网壳结构具有良好的承载能力和结构刚度,结构体系安全可靠.

一种新型内外双重张弦网壳结构形状确定问题的研究

内外双重张弦网壳结构是一种新型的空间结构形式。该文采用局部分析法的思想,上部网壳按肋环型布设,对结构的形状确定问题进行了研究。算法1从节点平衡关系入手,对单榀内外组合张弦梁结构的形状确定问题进行了讨论,并给出了体系的初始预内力简捷计算法;算法2在介绍原有数值算法的基础上,提出了改进方法,并对计算过程参数的选取进行了讨论。通过算例比较了以上两种找形方法的计算结果,说明了方法的正确性。该文最后,给出了内外双重张弦网壳结构初始预内力分布的设计流程。

设防烈度地震下内外双重张弦网壳弹塑性地震响应分析

基于10个算例模型,对内外双重张弦网壳结构在设防烈度地震下的弹塑性响应特点进行考察,分析跨度、初始预张力、下部结构形式、支座连接条件、矢跨比以及内弦支结构尺寸等因素的影响.采用非抗震荷载工况设计内外双重张弦网壳模型的杆件截面,根据满应力对截面进行优化,并满足小震验算.采用三向人工波及非线性时程法对内外双重张弦网壳进行弹塑性地震响应分析.基于计算结果,统计了7度、8度设防烈度地震作用下上部网壳杆件塑性变形的发展特点及其分布区域.研究表明,模型在7度中震下未出现塑性杆件,部分模型在8度中震下出现一定数量的塑性杆件,分布区域与支座连接形式有关,大部分塑性杆件均出现在最外圈环向梁处.跨度、下部结构形式以及支座连接条件对内外双重张弦网壳的弹塑性响应影响最大.

内外双重张弦网壳强震后预张力损失研究

基于12个算例模型,对内外双重张弦网壳结构在设防烈度及罕遇地震后的索力变化及上部网壳的残余变形进行考察,分析跨度、初始预张力、下部结构形式、支座连接条件、矢跨比、内弦支结构尺寸以及地震波选取等因素的影响.采用非抗震荷载工况设计各模型的杆件截面,根据满应力对截面进行优化,且均考虑与下部结构共同工作.采用振型分解反应谱法进行多遇地震下的结构验算.采用非线性时程法对模型在设防烈度及罕遇地震下的索力损失进行研究.地震波采用由规范反应谱生成的三向人工波和两条天然波.研究表明,强震后会出现预张力损失,且主要出现于内弦支网壳的内环索和内斜索处,少部分中环索及外径向索会出现索力增加的情况,且基本符合网壳最大残余位移越大,拉索预张力损失也越大的规律.索力变化对下部结构非对称、网壳的高矢跨比以及内部张弦网壳的跨度三个参数较为敏感.内外双重张弦网壳强震后索力损失较小,即使在9度大震后损失率也没有超过10%.

内外双重张弦网壳结构罕遇地震下的弹塑性动力响应分析

通过对不同跨度、不同初始预张力、不同下部结构形式、不同支座连接条件、不同矢跨比以及不同内弦支结构尺寸的内外双重张弦网壳结构进行数值计算,考察其在罕遇地震作用下的弹塑性动力响应特点.所有模型的网壳杆件均采用非抗震荷载工况满应力优化设计,并满足多遇地震验算.地震波采用两条天然波和由规范反应谱生成的三向人工波.采用非线性时程法对内外双重张弦网壳进行弹塑性地震响应分析.基于计算结果,统计了8度罕遇地震作用下上部网壳塑性区域、塑性发展程度和残余变形的发展特点及其分布规律.研究表明,下部结构形式、支座连接条件以及跨度对内外双重张弦网壳的弹塑性响应最为敏感;地震波对塑性杆件数量和塑性应变大小有一定影响;所有模型均没有在罕遇地震下出现倒塌.

内外双重张弦网壳结构预应力施工仿真分析

内外双重张弦网壳结构是一种新型的预应力结构体系,主要由单层曲面网格结构和空间索桁体系复合而成.为了对体系的形成过程进行安全控制,有必要对结构进行详细的施工模拟分析,确定出合理的张拉顺序和张拉力控制值.本文以乐清体育中心体育馆内外双重张弦网壳结构屋盖为例,详细介绍循环迭代降温法在该索系找力分析的应用.文中利用找力分析得到的一系列温度数组对分阶段多批次分级预应力施工过程进行仿真模拟分析.分析结果表明:循环迭代降温法可以得到每级张拉所需索力施工张拉控制值.与一次张拉成型相比,采用分阶段多批次分级预应力施工方案,可以大大降低成本且满足工程精度要求.