单双层索网混合结构屋架误差敏感性分析

针对施工过程中可能出现的构件加工与安装偏差,对乐山体育场的索系屋架结构进行了误差敏感性分析。从索长制造误差、索夹安装误差、支座安装误差3个方面,分别分析了最大误差与随机误差情况下的结构误差敏感性,考察了不同误差情况下的结构位移与索力偏离,发现结构整体对误差敏感程度不高,索夹与支座安装误差对结构的影响基本可以忽略不计,索长误差对结构的索力有一定影响,应当特别加以控制。

轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术研究

为研究适用于体育场建筑的大开口轮辐式单-双层混合索网结构成形关键技术,以乐山奥体中心体育场为研究对象,介绍了结构构形,分析了自重与预应力作用下结构的力学特点,提出了整体牵引提升、分批张拉锚固的总体成形方法,并采用非线性动力有限元分析方法,对比优选了径向索张拉的最后锚固批次和双层索网撑杆的安装时机,进行了全过程张拉成形分析。结果表明:混合索网结构与单层和双层索网结构受力特点存在较大差异,径向索索力最大值出现在单层索网区域两侧,索夹两侧环索索力最大差值出现在单双层交界处;为减小径向索张拉锚固力值和索夹两侧环索索力差值,确定径向索的分批张拉锚固顺序为上径向索、单径向索、下径向索,并确定在分批张拉锚固上径向索之后,张拉锚固单径向索之前安装撑杆;全过程张拉成形分析结果验证了成形方法的有效性和安全性,研究成果已成功应用于实际结构中。

乐山奥体中心体育场车辐式单、双层组合索网罩棚结构设计

针对乐山奥体中心体育场索膜罩棚西侧外高内低、东侧内高外低的不对称构形,提出并设计了一种车辐式单、双层组合索网结构,充分发挥单、双层索网各自特点,此类型组合索网结构系国内外首例。针对此类结构的找形方法、关键影响参数、力学特点、屋面排水组织、整体稳定性、抗倒塌性能、关键节点进行了研究。结果表明:采用以力密度法为基础的"虚拟撑扞法"找形无需进行迭代计算,且可直接控制结构主要参数,易于得到符合建筑外观要求的结构体型,便于结构参数化分析;车辐式单、双层组合索网竖向刚度主要由预应力大小决定,其余参数主要影响结构体型,其单层索网竖向刚度远小于双层索网,且存在"跷跷板"效应;西侧屋面积水可沿径向至内环,再沿环向至南北侧内环低点后,沿径向排放至外环;东侧屋面积水直接沿径向排放至外环,局部坡度较小处应设置附加排水设施,避免雨水淤积;双层索网上、下环索汇交成单层索网环索,使得双层索网上弦相对下弦扭转受到明显抑制,杜绝了此类结构发生内环扭转失稳可能。通过抗倒塌分析,保证了整体结构在偶然断索状况下的安全性。结合不同张拉方案,对车辐式单、双层组合索网结构关键节点方案进行对比分析,保证此类组合索网结构施工张拉的可实施性和便利性。