幾個(gè)大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)的比較與分析

1、幾個(gè)大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)的比較與分析精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP匯報(bào)內(nèi)容一、弦支穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、結(jié)構(gòu)組成對(duì)比與分析三、施工方案對(duì)比與分析四、小結(jié)以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP弦支穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)弦支穹頂結(jié)構(gòu)又稱之為索承網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，是傳統(tǒng)的單層或 雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和索穹頂結(jié)構(gòu)結(jié)合的衍生物，它綜合了單層網(wǎng) 殼和索穹頂結(jié)構(gòu)優(yōu)良性能于一體，是一個(gè)由單層或雙層網(wǎng)殼 代替索穹頂?shù)纳蠈铀骶W(wǎng)后形成的一種新型雜交結(jié)構(gòu)。弦支穹頂結(jié)構(gòu)通過(guò)下層索系、上層剛性網(wǎng)殼和豎向撐桿 共同工作而承受外部荷載，結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)下層索系（徑向索和 環(huán)向索）施加預(yù)應(yīng)力而為結(jié)構(gòu)提供足夠的豎

2、向剛度，并在結(jié) 構(gòu)內(nèi)形成水平作用自平衡的結(jié)構(gòu)體系。以人為本科技為先二、結(jié)構(gòu)組成對(duì)比與分析典型工程近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)弦支穹頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較多的理論分析 和試驗(yàn)研究，已經(jīng)建成的弦支穹頂結(jié)構(gòu)也不少，近幾年建成 的有：武漢體育中心體育館（115X135m卜濟(jì)南奧體中心體育 館（122m卜常州體育會(huì)展中心體育館（120X80m）、北京工業(yè) 大學(xué)體育館（93n）、三亞體育中心體育館（76n）、安徽大 學(xué)體育館（76.2m）等，我有幸參與了其中四個(gè)工程的施工。 這里將對(duì)其中體系、外形、施工方法上均有代表性的三個(gè)工 程的施工技術(shù)做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP安徽大學(xué)體育館鋼屋蓋

3、平面為邊長(zhǎng)44m的正六邊形，對(duì)邊距離為76.2m,正六邊形柱網(wǎng)外接圓直徑為88m最大挑檐長(zhǎng)度6m屋蓋最大高度11.55m;屋蓋中央設(shè)置邊長(zhǎng)12mE六邊形的采光玻璃天窗屋蓋上層為箱型構(gòu)件的正交正放網(wǎng)殼（中間采光頂為凱威特型），下層索系為4道環(huán)索、6道徑索和撐桿組成，六邊形的每邊設(shè)置 6個(gè)支以人為本科技為先安徽大學(xué)體育館環(huán)索邊桁架以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP安徽大學(xué)體育館以人為本科技為先單層網(wǎng)殼邊緣支撐構(gòu)件支承索系與撐桿精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP常州體育館體育館平面為橢圓形，長(zhǎng)軸為120米，短軸矢高23米。沿圓周共設(shè)置有24個(gè)支座屋

4、蓋上層為凱威特型K8）與聯(lián)方型混合布置的圓管網(wǎng)殼。下部的索桿系為，由6道環(huán)向索、24道（每道2組）以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP常州體育館以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP常州體育館以人為本科技為先單層網(wǎng)殼濟(jì)南奧體中心體育館屋蓋平面為直徑122m圓，品夸度122m屋蓋矢高12.2m;在屋蓋中間設(shè)2.5m高，直徑27.792m的圓形風(fēng)帽；結(jié)構(gòu)沿圓周均勻設(shè)置有36個(gè)支座。結(jié)構(gòu)的上部為凱威特型和葵花型內(nèi)外混合布置的圓管 單層網(wǎng)殼，下部索桿體系為3道環(huán)索，36道徑索和撐桿組 成的肋環(huán)型布詈一設(shè)詈局部布置構(gòu)浩鋼棒。以人為本科技為先精

5、工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP濟(jì)南奧體中心體育館以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP濟(jì)南奧體中心體育館以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP三個(gè)結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比以人為本科技為先比較內(nèi)容安徽大學(xué)體育館矢跨比 矢高11.55m ,矢跨比1:6.6常州體育館5Ofl0mX80矢高23m ,矢跨比1:5.22網(wǎng)殼構(gòu)件徑向主梁 750 X 350 X 12 X 16 , 環(huán)向梁 300 X200 X6X8徑向：© 245 X8、（|）273 X 16,環(huán)向：© 351 X 10、© 351 X

6、16濟(jì)南奧體體育館 !0fl2" 矢高12.2m ,矢跨比 1:10377 X 14377 X 16環(huán)向拉索半平行鋼絲束，中5X 199、 5X109、5X55、5X31 , 1670Mpa 級(jí)半平行鋼絲束，0 5X55、半平行鋼絲束，內(nèi)環(huán)為 0 5x61 ,中0 5X85、05X199,環(huán)為 05x187 ,外環(huán)為1670MPa 級(jí)0 7x253 , 1670MPa 級(jí)徑向拉索撐桿0 203 X 10, 0 152X100 180X10初始預(yù)張力(KN)半平行鋼絲束，0 5X85,1670MPa 級(jí)環(huán)索初始預(yù)應(yīng)力自下而上為1750/1000/750/450/200/200鋼拉桿，9

7、0、65、45、中 30 , 550Mpa 級(jí)下斜索由外到內(nèi)初始預(yù)張力分別為：1800/1000/500/250/100鋼拉桿，內(nèi)環(huán)為巾45,中環(huán)為4)55,外環(huán)為中90, 345MPa級(jí) 巾219 X8,巾245 X8,4)273 X 10環(huán)索:3858/1458/459,徑向鋼拉桿:748/283/177用鋼量88kg/ m259kg/ m265kg/ m2三個(gè)結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點(diǎn)形式對(duì)比比較內(nèi)容安徽大學(xué)體育館常州體育館濟(jì)南奧體體育館撐桿上節(jié)點(diǎn)撐桿下節(jié)點(diǎn)入施工方案對(duì)比與分析安徽大學(xué)體育館 鋼結(jié)構(gòu)安裝總體安裝思路：首先在內(nèi)環(huán)桁架與主箱梁交接處搭等;髭泣支保較第MMiTMi iiwtin ,即整、y看

8、，17，7-.tU哪天|i 二- T 'J *廣.«-以人為本科技為先安徽大學(xué)體育館 拉索的張拉該工程采用徑向鋼拉桿張拉，由外向內(nèi)，每環(huán)同步，逐環(huán)張拉的預(yù)應(yīng)力張拉方案預(yù)應(yīng)力張拉分為3次，第一次張拉到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下索 力的30%,第二次張拉到70%,第三次張拉到100%,每次的 張拉順序?yàn)橛赏馔鶅?nèi)，每次張拉一圈即六根徑向拉桿同步張拉拉桿端頭調(diào)節(jié)套筒 媚母頭 / 、卡具,完成卸載。步與網(wǎng)殼自動(dòng)脫空拉桿打應(yīng)力施加過(guò)程中,每次張拉分3緩。送用咻2臺(tái)山5觥千萬(wàn)頂，即同時(shí)使用6套張 設(shè)備。臨時(shí)安裝支以人為本科技為先總體安裝思路：采用搭設(shè)滿堂腳手架+增強(qiáng)支撐架,以人為本科技為先以人為本科

9、技為先常州體育館 拉索的張拉z該工程采用環(huán)索張拉，整體一次，同環(huán)同步，由外向內(nèi)， 逐環(huán)張拉的預(yù)應(yīng)力張拉方案。z由有限元模擬施工過(guò)程分析可得，環(huán)與環(huán)之間拉索施工相 互影響較小，施工過(guò)程中采用每環(huán)只張拉一次，每次分 4級(jí)，每環(huán)根據(jù)索分段設(shè)置個(gè)和4個(gè)張拉點(diǎn)，并對(duì)環(huán)索張拉空制張拉力和張拉索段的長(zhǎng)度。12001000軸向環(huán)索之間的相互影響800600400200,0 t張拉第6環(huán) 張拉第5環(huán) 張拉第4環(huán) 張拉第3環(huán) 張拉第2環(huán) 張拉第1張拉順序HS-1-1HS-6-1HS-5-1HS-4-1HS-3-1HS-2-1科技為先常州體育館 現(xiàn)場(chǎng)照片張拉成形狀態(tài)以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG ST

10、EEL GROUP常州體育館施工中的常州體育館屋蓋 以人為本科技為先常州體育館建成后的常州體育館屋蓋以人為本科技為先濟(jì)南奧體中心體育館鋼結(jié)構(gòu)安裝總體安裝思路：采用滿堂腳手架 +增強(qiáng)支撐架，高以人為本科技為先濟(jì)南奧體中心體育館；：必患:-J a f .支撐Er 4*4 / »«« +!£*J ABK-V r . 一9':*" iJaHHd-HPJ Ksi 小加ipsMA:, ! E, + n - Hibi，卜,一, * 5f Ji ss Is E:*ra fc-t ri:BIEd-:i:r.:“;:r:%=,':!*":

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12、一”口以人為本科技為先濟(jì)南奧體中心體育館一拉索張拉?該工程采用徑向鋼拉桿張拉，整體兩次，逐環(huán)張拉，同環(huán)同步 的預(yù)應(yīng)力張拉方案。?整體分兩次張拉，第一次：0->50%初始預(yù)張力，由外環(huán)向內(nèi)環(huán) 進(jìn)行；第二次：50%->100%初始預(yù)張力，由內(nèi)環(huán)向外環(huán)進(jìn)行。?每次每環(huán)同步分四級(jí)張拉：0 25% 50% 75% 100%。?第一級(jí)張拉結(jié)束后，結(jié)構(gòu)為完整的弦支穹頂，為避免支架對(duì)拉 索張拉的影響，在第二級(jí)張拉前，將所有支架主動(dòng)脫離結(jié)構(gòu)?對(duì)張拉實(shí)行雙控，即控制張拉力和變形，其中以控制張拉點(diǎn)的 索力為主 ?徑向索張拉完畢后，最后安裝并預(yù)緊構(gòu)造索以人為本科技為先JINGGONG STEEL GROU

13、P濟(jì)南奧體中心體育館杠桿法張拉徑同索單千斤頂張拉工裝示意困本工程將采用具有發(fā)明創(chuàng)新 采用杠桿法張拉鋼棒則一個(gè)張由事洋小叮用葡聞&蜀甘.士 屬贈(zèng)歲工預(yù)應(yīng)力拉索張拉為減少鋼棒張拉的千斤頂數(shù)量的裝置進(jìn)行鋼棒張拉 拉點(diǎn)只需要1臺(tái)千萬(wàn)L.目需法雅校周祟回歲住奴；S, 0廿湘F香加小"如育，兵£以人為本科技為先濟(jì)南奧體中心體育館一索力監(jiān)測(cè)該工程共分三環(huán)，即內(nèi)環(huán)、中環(huán)以及外環(huán)。對(duì)每一環(huán)索索力都進(jìn)行檢120度設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)安裝Mj.m他.以人為本科技為先濟(jì)南奧體中心體育館一索力監(jiān)測(cè)(a)測(cè)量?jī)xb)雙線圈傳感器c)索力測(cè)試軟件以人為本科技為先濟(jì)南奧體中心體育館現(xiàn)場(chǎng)照片以人為本科技為先濟(jì)

14、南奧體中心體育館現(xiàn)場(chǎng)照片以人為本科技為先 網(wǎng)殼成形濟(jì)南奧體中心體育館現(xiàn)場(chǎng)照片以人為本科技為先JINGGONG STEEL GROUP濟(jì)南奧體中心體育館 現(xiàn)場(chǎng)照片以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP濟(jì)南奧體中心體育館 現(xiàn)場(chǎng)照片索桿安裝完畢以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JINGGONG STEEL GROUP濟(jì)南奧體中心體育館 現(xiàn)場(chǎng)照片張拉工裝安裝到位以人為本科技為先結(jié)構(gòu)完成后內(nèi)視圖JINGGONG STEEL GROUP濟(jì)南奧體中心體育館 現(xiàn)場(chǎng)照片/北岫i.泅以人為本科技為先精工鋼構(gòu)集團(tuán)JfNGGO JINGGONG STEEL GROUP以人為本科技為先濟(jì)南奧體中心體育館建成后濟(jì)南奧體中心體育館個(gè)結(jié)構(gòu)張拉比較比較內(nèi)容安徽大學(xué)體育館常州會(huì)展中心 體育館濟(jì)南奧體中心體 育館張拉位置徑向拉桿環(huán)向拉索徑向拉桿張拉方式逐環(huán)張拉，同環(huán)同 步逐環(huán)張拉，同 環(huán)同步逐環(huán)張拉，同環(huán) 同步整體張拉次數(shù)312最大張拉點(diǎn)數(shù)6836張拉千斤頂數(shù)量/噸位12臺(tái)/150噸16臺(tái)/150噸36臺(tái)/100噸四、小結(jié)小結(jié)?弦支穹頂結(jié)構(gòu)是一種綜合了網(wǎng)殼與索穹頂結(jié)構(gòu)優(yōu)良性能的 新型雜交結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系具有效率高、適用跨度大、豎 向剛度大、形