大跨度预应力钢结构设计中相关问题.pptVIP

设计结果 构件验算 非抗震组合下，单层网壳、撑杆最大应力比 (0.88) 设计结果 构件验算 抗震组合下，单层网壳、撑杆最大应力比 (0.59) 设计结果 工作态变形控制 最大挠度 (z负向 ，-91.74mm，为结构短跨的1/8571/400 ) 设计结果 工作态变形控制 最大x向位移 (21.75mm) 设计结果 工作态变形控制 最大y向位移 (44.83mm) 采用考虑双重非线性(几何非线性、材料非线性)的全过程分析方法。 当结构处于稳定承载力极限状态时，大部分构件必然已进入材料非线性阶段，考虑双重非线性的全过程分析，可更加准确地反映结构实际工作状况。 考虑活荷载的不对称布置。 组合一：1.0恒载+1.0满布活载 组合二：1.0恒载+1.0半长轴均布活载 组合三：1.0恒载+1.0半短轴均布活载 考虑初始缺陷的影响，缺陷最大计算值按结构(短边)跨度的1/300取值；分别取前20阶屈曲模态作为初始缺陷分布模式，以稳定极限承载力最低为目标，计算确定最不利缺陷分布模式。 分析表明：初始缺陷按最低阶屈曲模态分布时，稳定极限承载力并不是最小值；活载半短轴布置，初始缺陷按第4阶屈曲模态分布时，求得的稳定安全系数最小。 稳定安全系数 值(荷载取标准值)：当按弹塑性全过程分析时， ；当按弹性全过程分时， 。 材料非线性是影响结构稳定性能的主要因素之一，考虑材料非线性的稳定安全系数明显降低。 计算结果：考虑双重非线性时， ；仅考虑几何非线性时， 。 非线性屈曲分析 节点设计—焊接球支座、撑杆上下端铸钢节点、相贯节点等 以最外圈撑杆上端的某铸钢节点为例(ZG20Mn5)： 节点有限元模型 节点实体模型 节点设计—焊接球支座、撑杆上下端铸钢节点、相贯节点等 以最外圈撑杆上端的某铸钢节点为例： 节点位移云图 节点应力云图 索穹顶结构的相关研究及工程实践 索穹顶通常由脊索、斜索、环索、撑杆、内拉环或脊索中心交汇连接构件和外压环等组成的预应力自平衡张拉结构体系。索穹顶结构形式主要有：肋环型、联方型等，适用于圆形、椭圆形或多边形平面。 索穹顶结构(Cable Dome)的概念 肋环型 联方型 1—脊索；2—斜索；3—环索；4—撑杆；5—内拉环(或中心连接构件)；6—外压环 典型工程实践 亚特兰大奥运会 Georgia Dome (240.79m×192.02m，联方型 ) 不包括压力环，用钢量：30kg/m2 典型工程实践 汉城奥运会 Gymnastic Hall(119.8m，肋环型) 不包括压力环，用钢量：15kg/m2 鄂尔多斯伊金霍洛旗索穹顶结构(肋环型)是目前国内最大的索穹顶结构工程，屋盖建筑平面呈圆形，直径71.2m，矢高约5.5m。由外压环、内拉环、环索、斜索、脊索及两圈撑杆组成，表面覆盖膜材。 典型工程实践 撑杆上节点 撑杆下节点 拉索与外环桁架连接节点 内拉力环节点 鄂尔多斯伊金霍洛旗索穹顶结构的相关节点 索穹顶结构设计的相关问题 屋面围护结构采用： (1) 张拉膜面，当膜面单元尺寸较大时，可采用次索网加强； (2) 压型钢板或铝板、玻璃面板等刚性屋面，可通过檩条、网壳、索网等次结构与 主结构连接；次结构宜搁置在索穹顶主结构的撑杆顶端，次索网可与主结构的 脊索连接。 结构设计的基本规定： (1) 初始态分析时，拉索预张力宜取标称破断力的15%~30%，即索的预应力宜取 ，且结构自振频率不宜小于1.0Hz； (2) 正常使用极限状态(荷载标准组合) ，拉索不应松弛，最小索力宜满足索段跨中挠度不大于索长的1/200——拉索张紧的刚度要求； 承载能力极限状态(荷载基本组合)，拉索应力应符合以下规定: (4) 索穹顶在荷载作用下的最大挠度与跨度之比自预应力态之后不宜大于1/250。 ——索抗力分项系数，可取2.0?2.5，重要