服役期双向索桁架屋盖结构性能监测与分析

双向索桁架屋盖结构是为实现超大跨空间而发展出的新结构形式,由空腹桁架与悬索的组合结构和索桁架正交而成,分别为整体结构的主、次受力方向.对于大跨空间钢结构,具有非均匀性和时变性的环境作用影响其在役期间实际的结构响应规律.以石家庄国际会展中心屋盖为例,基于双向索桁架屋盖结构的受力特点,设计了合理的监测方案,对结构各构件的应力、索力、位移进行长期实测.以大量的服役期监测数据为依据,研究分析温度作用及雨荷载作用下双向索桁架屋盖结构的构件应力、索力、位移响应规律,对比分析各构件的温度敏感性、雨荷载敏感性.研究发现温度是双向索桁架屋盖结构在役期间影响其结构响应的关键因素.经过对比,发现主悬索桁架上弦杆的温度敏感性最高,应力变化幅度最大可达设计值的78%,位移变化幅值约为对应位置下弦杆的1.5倍.主悬索桁架自锚杆与主悬索及横向索桁架的拉索温度敏感性相近,其中除柱侧一端受温度影响较小外,其余部位相应的应力、索力变化幅度为设计值的22%~32%.此外,通过对集中降雨时间段构件应力响应的计算分析,表明主悬索桁架上弦杆对雨荷载的敏感性最高,应力变化最大幅度可达相应应力设计值的20.6%.