单层索网玻璃幕墙与主体结构地震响应的整体分析 被引量：12

1

作者 李勇 石永久 王元清 《建筑科学》 北大核心 2009年第7期5-10,24,共7页

点式玻璃幕墙单层索网柔性支承体系将晶莹通透的建筑玻璃和简洁细小的单层索网有机结合,成为建筑与结构设计融合经典。而当前关于单层索网点式玻璃幕墙抗震性能研究甚少,尤其是主体结构对其地震响应的影响。本文针对不同的主体结构和单... 点式玻璃幕墙单层索网柔性支承体系将晶莹通透的建筑玻璃和简洁细小的单层索网有机结合,成为建筑与结构设计融合经典。而当前关于单层索网点式玻璃幕墙抗震性能研究甚少,尤其是主体结构对其地震响应的影响。本文针对不同的主体结构和单层索网的耦合模型,对单独索网地震响应研究进行整体分析。分析结果表明:耦合模型的自振特性具有一定的独立局部自振特性;主体结构对单层索网的地震二次输入影响受主体结构和单层索网自振特性的影响,主要表现为二次输入频谱特性和输入幅值的不同;主体结构对单层索网的地震响应较大,可不同程度的放大或者减弱地震作用;主体结构对索网高阶振型具有激发效应。因而对现有规范玻璃幕墙设计不考虑主体结构的做法提出了挑战,为进一步研究主体结构对幕墙的影响提供参考。 展开更多

关键词 单层索网 点式玻璃幕墙 主体结构 整体分析 地震响应

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苏州奥体中心游泳馆钢屋盖结构设计 被引量：7

2

作者 张士昌 徐晓明 高峰 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2019年第23期15-20,共6页

苏州奥体中心游泳馆采用了107m大跨度马鞍形单层索网结构。计算考虑了风摩擦力的影响;对结构进行了考虑几何非线性和材料非线性的整体稳定分析;进行了无应力无涂装拉索、有应力无涂装拉索、有应力有涂装拉索的腐蚀试验;完成了柔性屋面... 苏州奥体中心游泳馆采用了107m大跨度马鞍形单层索网结构。计算考虑了风摩擦力的影响;对结构进行了考虑几何非线性和材料非线性的整体稳定分析;进行了无应力无涂装拉索、有应力无涂装拉索、有应力有涂装拉索的腐蚀试验;完成了柔性屋面大变形对附属结构影响研究;进行了屋面系统大变形试验;设置了钢屋盖健康监测系统。计算和试验结果表明结构各项指标能满足规范要求,健康监测系统显示结构施工和使用期间,实测应力变形与计算值贴合良好。 展开更多

关键词 苏州奥体中心 单层索网结构 风摩擦力 附属结构 稳定分析 拉索腐蚀 健康监测

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霞田文体园体育场单层索网设计 被引量：1

3

作者 曹永超 霍文营 +3 位作者 施泓 童建坤 麻硕 何相宇 《钢结构（中英文）》 2023年第10期42-48,共7页

霞田文体园体育场位于福建省泉州市德化县,其结构由下部的钢筋混凝土框架看台和上部的单层索网组成。单层索网采用马鞍形双曲面形态,沿看台前后方向设置向下凹的承重索,沿看台左右方向设置向上凸的抗风索,承重索与抗风索通过索夹相互连... 霞田文体园体育场位于福建省泉州市德化县,其结构由下部的钢筋混凝土框架看台和上部的单层索网组成。单层索网采用马鞍形双曲面形态,沿看台前后方向设置向下凹的承重索,沿看台左右方向设置向上凸的抗风索,承重索与抗风索通过索夹相互连接,并通过索夹的抗滑移能力确保承重索和抗风索在相交位置不产生滑移。上部单层索网采用刚性和柔性混合边界约束形式。刚性边界为看台上方支承于钢斜柱顶的梁端落地的钢拱,柔性边界由看台前方支承在钢桅杆上的环索和看台两侧支承于钢桅杆和基础上的边索组成。承重索和抗风索采用投影面正交正放布置,投影方向间距约7 m。由于单层索网属于全柔性结构体系,在施加预应力之前,结构刚度为零且不能承担任何荷载。因此,在索网计算分析之前必须根据建筑预期的形状对索网进行找形分析。通过索网找形确定索网形态和初始应力状态,施加了初始应力状态的索网拥有承担外荷载的能力。在索网完成找形分析后,即可对索网根据不同的荷载和作用工况进行静力计算、多遇地震弹性计算、罕遇地震弹塑性计算。通过建筑与结构的多轮优化与计算,确定了柔性索网的边界条件和三维形态;利用力密度法和扩展力密度法的基本原理,编制了用于复杂索网找形的基本程序,并在项目实践中取得良好的效果;采用三维有限元分析和抗滑移试验对关键节点进行了承载力和变形校核。综合以上分析,结果表明本项目单层索网的结构选型基本合理,设计成果满足现行国家规范要求。 展开更多

关键词 单层索网 钢屋盖 索结构

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点支式玻璃幕墙单层索网实用抗震计算方法 被引量：5

4

作者 石永久 李勇 王元清 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2010年第11期10-14,共5页

点支式玻璃幕墙单层索网的地震反应由于受几何非线性和主体结构的影响,其抗震计算更加复杂。目前抗震规范采用简单的等效静力法计算,地震影响系数亦取线性体系地震影响系数的最大值,未能考虑几何非线性体系结构动力反应的特点,同时也未... 点支式玻璃幕墙单层索网的地震反应由于受几何非线性和主体结构的影响,其抗震计算更加复杂。目前抗震规范采用简单的等效静力法计算,地震影响系数亦取线性体系地震影响系数的最大值,未能考虑几何非线性体系结构动力反应的特点,同时也未考虑主体结构的影响,与实际情况严重不符。对点支式玻璃幕墙单层索网地震反应的模态参与特性研究表明,其地震反应以第1阶模态为主,且考虑其质量刚度的均匀分布特性,参考抗震规范中的底部剪力法提出了改进等效静力法,并通过对一组典型索网模型的计算分析验证了此方法的合理性。提出相应的地震影响系数可由线性周期和几何非线性因子控制的单自由度体系求得。大量的分析计算结果表明,主体结构动力影响系数反映主体结构二次输入的影响,其值可通过二者的基本频率比值求得。 展开更多

关键词 点支式玻璃幕墙 单层索网 抗震计算 几何非线性 主体结构 实用方法

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索网点式幕墙在主体结构多点激励下地震响应分析方法探讨 被引量：4

5

作者 石永久 李勇 王元清 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期40-45,共6页

针对主体结构对单层索网点式玻璃幕墙地震响应的影响,指出了主体结构二次地震输入的纵向空间变异性,进而提出考虑主体结构影响的单层索网玻璃幕墙的地震响应分析方法,即多点激励联合法,并从理论及有限元算例分析上验证了其可行性和必要... 针对主体结构对单层索网点式玻璃幕墙地震响应的影响,指出了主体结构二次地震输入的纵向空间变异性,进而提出考虑主体结构影响的单层索网玻璃幕墙的地震响应分析方法,即多点激励联合法,并从理论及有限元算例分析上验证了其可行性和必要性。利用多点激励联合模型,在假设二次输入数学模型基础上,研究了主体结构二次输入参数对索网动力响应的影响,及阻尼对索网幕墙地震响应的影响,并得出结论:主体结构位移输入幅值和层间转角较大,或输入主频接近索网基本频率时,主体结构对索网幕墙位移影响较大。最后利用此方法进行算例分析对主体结构的影响大小进行了初步估计,为实际工程中索网幕墙的抗震设计提供参考。 展开更多

关键词 单层索网玻璃幕墙 主体结构 多点输入 联合激励法 二次输入

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体育场马鞍面单层索网屋盖结构方案分析 被引量：2

6

作者 刘人杰 薛素铎 +2 位作者 曹佳佳 李雄彦 刘越 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期269-276,共8页

为满足某体育场屋盖采用马鞍面单层索网结构的需求,提出轮辐式单层索网结构和无内环单层索网结构两种方案。基于方案的外形、构件和节点设计信息,比较两种方案下的拉索、索端锚具和大型索夹节点用量等经济指标。利用有限元分析软件Midas... 为满足某体育场屋盖采用马鞍面单层索网结构的需求,提出轮辐式单层索网结构和无内环单层索网结构两种方案。基于方案的外形、构件和节点设计信息,比较两种方案下的拉索、索端锚具和大型索夹节点用量等经济指标。利用有限元分析软件Midas/Gen建立模型,分析两种方案在静力荷载作用下的位移和索力,对比两种方案的结构整体刚度、索力大小和索力分布均匀性。利用有限元分析软件Ansys/Ls-dyna建立模型,采用拆除构件法分析两种方案断索后的动力响应,研究两种方案抗连续倒塌性能。结果表明:无内环方案的拉索、索端锚具、大型索夹节点用量均显著少于轮辐式方案的,经济性更好;无内环方案的刚度较大,整体性好,索力较小且索力分布更均匀;无内环方案断索后仍保持形状稳定且索力损失不明显,抗连续倒塌性能更好。 展开更多

关键词 单层索网结构 无内环方案 轮辐式方案 马鞍面 动力响应 抗连续倒塌性能

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绍兴瑞丰银行双塔楼-单层平面索网体系结构设计

7

作者 韩舟轮 杨学林 +1 位作者 蔡凤生 朱妮 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第15期51-57,共7页

绍兴瑞丰银行大楼由两幢高度不一的塔楼组成,采用钢筋混凝土核心筒-矩形钢管混凝土柱-钢框架结构体系,两塔楼间采用单层平面索网幕墙、钢桁架及轻钢玻璃形成空中中庭,存在拉索幕墙与主体结构相互作用的影响。结构设计时根据单层平面索... 绍兴瑞丰银行大楼由两幢高度不一的塔楼组成,采用钢筋混凝土核心筒-矩形钢管混凝土柱-钢框架结构体系,两塔楼间采用单层平面索网幕墙、钢桁架及轻钢玻璃形成空中中庭,存在拉索幕墙与主体结构相互作用的影响。结构设计时根据单层平面索网水平拉力,确定上部塔楼采用钢桁架刚性连接。通过计算四个不同风工况的作用并考虑主体结构刚度影响确定索网初拉力,采用施工模拟分析不同张拉顺序的预应力损失规律及程度。用带索网的结构模型进行整体结构分析,并对结构关键构件进行抗震性能化设计。在水平索一端设限力保护装置,在超设计风压作用下该装置能有效减小索拉力,保护主体结构的安全性。分析结果表明:结构各项指标均满足规范相关要求。 展开更多

关键词 绍兴瑞丰银行 单层平面索网 连体结构 预应力 施工模拟 限力保护装置

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中国航海博物馆结构设计中的力学问题及试验

8

作者 李亚明 周晓峰 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2009年第S1期19-22,共4页

介绍了中国航海博物馆工程结构设计,对单层索网结构的形态设计、杂交结构的抗风设计、轴承节点的接触设计等力学难题进行了系统总结。阐述了索网缩尺模型的试验研究内容,试验方法,试验过程中的索网张拉、索力测量以及变形测量等内容,提... 介绍了中国航海博物馆工程结构设计,对单层索网结构的形态设计、杂交结构的抗风设计、轴承节点的接触设计等力学难题进行了系统总结。阐述了索网缩尺模型的试验研究内容,试验方法,试验过程中的索网张拉、索力测量以及变形测量等内容,提出了实际工程中索网张拉需要注意和解决的相关问题。 展开更多

关键词 单层索网 杂交结构 力学难题 索力测试

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苏州奥体中心单层索网屋盖结构关键创新技术研究与应用

9

作者 张晓冰 刘晓龙 +2 位作者 程大勇 缪煜 康子丰 《江苏建筑》 2021年第1期6-10,15,共6页

苏州奥体中心(又称"苏州工业园区体育中心",简称"苏体")位于苏州工业园区核心区,包括"一场两馆一中心",总占地面积60 hm^(2),总建筑面积约38.6万m^(2),总投资约50.8亿元。苏体被称为"第五代体育建... 苏州奥体中心(又称"苏州工业园区体育中心",简称"苏体")位于苏州工业园区核心区,包括"一场两馆一中心",总占地面积60 hm^(2),总建筑面积约38.6万m^(2),总投资约50.8亿元。苏体被称为"第五代体育建筑代表作",其体量巨大、建筑优美、结构精巧、施工精湛、功能完备、性价比合理。体育场、游泳馆屋盖结构采用大跨结构工程领域最前沿的技术和新材料、高强材料。体育场跨度为国内最大跨度的马鞍形大开孔轮辐式单层索网结构;游泳馆为国内首次将直立锁边金属屋面设置在单层正交索网结构体系上;结构体系简洁轻盈,填补了国内超大跨度单层索网结构的空白。苏州工业园区体育中心(体育场,游泳馆)获第十八届中国土木工程詹天佑奖。 展开更多

关键词 大开孔 马鞍形 轮辐式 单层索网 膜结构

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单层无内环索网结构-膜屋盖方案研究

10

作者 薛素铎 袁勇 李雄彦 《建筑结构》 北大核心 2023年第S01期504-508,共5页

对单层无内环马鞍形索网结构与索承式膜屋盖的共同工作性能进行了整体协同找形研究,基于APDL语言构建了结构的有限元模型,总结了协同找形步骤,给出的找形结果满足收敛容差的要求,说明了找形结果的正确性。同时对有限元模型进行了静力性... 对单层无内环马鞍形索网结构与索承式膜屋盖的共同工作性能进行了整体协同找形研究,基于APDL语言构建了结构的有限元模型,总结了协同找形步骤,给出的找形结果满足收敛容差的要求,说明了找形结果的正确性。同时对有限元模型进行了静力性能分析,就三种荷载工况下的膜面应力、索网轴力、结构整体位移进行了比较研究,结果表明,在弹性范围内,三者均随着荷载的增加呈线性增大。最后,就膜材自重、拉索和膜面的初始预应力为参数进行分析,膜材自重、拉索初始预应力对索承式膜屋盖影响较小,而膜材的初始预应力对索承式膜屋盖的影响较大,结构的整体位移对膜面参数变化不敏感,受拉索相关参数改变影响较大。通过对索膜协同工作性能的研究,为单层索网结构的膜屋盖设计提供参考。 展开更多

关键词 单层无内环索网结构 索承式膜屋盖 协同找形 静力分析 参数化分析

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单层双向正交马鞍形索网结构施工仿真计算研究与应用 被引量：3

11

作者 王泽强 周储君 +3 位作者 韩庆华 周黎光 侯敬峰 高树栋 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2021年第5期89-100,共12页

单层双向正交索网结构是由两个方向的正交拉索组合而成的索网体系,其成型过程与约束形式、成型方法等密切相关,需要通过大量仿真计算分析来确定成型方法。国家速滑馆屋盖是由单层双向正交马鞍形索网、环桁架及幕墙索组成的组合结构体系... 单层双向正交索网结构是由两个方向的正交拉索组合而成的索网体系,其成型过程与约束形式、成型方法等密切相关,需要通过大量仿真计算分析来确定成型方法。国家速滑馆屋盖是由单层双向正交马鞍形索网、环桁架及幕墙索组成的组合结构体系,结构跨度为124 m×198 m,是目前世界上最大跨度的单层双向正交索网结构。为了制定行之有效的施工方案,采用有限元软件MIDAS/Gen,对该索网结构的施工过程进行了详细的仿真计算分析,对多种成型方法进行了比选,并对不同的支座约束形式进行了计算分析,最终确定了"地面组装索网,承重索整体提升,稳定索同步张拉"的施工方法。对该施工成型方法进行了全过程仿真计算分析,成型过程中支座仅承受竖向力,配重挂完后,进行支座锁死。计算结果与实际监测结果的对比分析表明:采用该索网成型方法不仅可以保证结构成型状态满足图纸要求,而且可以确保施工过程的安全可靠。 展开更多

关键词 单层双向正交索网结构 约束形式 成型方法 仿真计算分析 施工监测

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单层索网幕墙结构在高层建筑中的设计与施工研究 被引量：2

12

作者 张百振 《建筑技术开发》 2019年第2期12-13,共2页

在当前的高层建筑施工过程中,单层索网幕墙已经得到十分广泛的运用,其中这一结构体系主要的组成是柔性钢索,通过索网刚度的测量可以快速获得良好的预应力。这一结构在施工过程中和传统的幕墙结构对比,在受力方面具有一定的复杂性,而且... 在当前的高层建筑施工过程中,单层索网幕墙已经得到十分广泛的运用,其中这一结构体系主要的组成是柔性钢索,通过索网刚度的测量可以快速获得良好的预应力。这一结构在施工过程中和传统的幕墙结构对比,在受力方面具有一定的复杂性,而且设计与施工难度方面都比较严格,对保障是高层建筑的施工质量具有十分重要的意义。具体分析不同单层索网幕墙结构的形式,并针对单层的索网幕墙结构具体设计情况与施工要点做出具体分析,希望今后的高层建筑施工过程可以合理把握好单层的索网幕墙结构具体形式,进而可以准确掌握好握索网结构具体设计要素。 展开更多

关键词 单层索网幕墙结构 高层建筑 设计要素

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金成大厦采光顶幕墙工程设计及施工 被引量：1

13

作者 张付奎 张自刚 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2009年第7期94-96,共3页

金成大厦屋面采光顶幕墙设计采用双向单层柔性索网结构,利用双向钢索预张应力承受外荷载作用。分析研究了双向单层柔性索网结构体系的作用机理、荷载工况组合及结构构件计算等问题,尤其对高层建筑顶部的结构构件在风吸力作用下的应力状... 金成大厦屋面采光顶幕墙设计采用双向单层柔性索网结构,利用双向钢索预张应力承受外荷载作用。分析研究了双向单层柔性索网结构体系的作用机理、荷载工况组合及结构构件计算等问题,尤其对高层建筑顶部的结构构件在风吸力作用下的应力状态提出了荷载工况组合的方法。有限元分析的应力及变形结果为钢索预张拉力及施工位移控制提供了依据,并在实际的施工操作中得到了验证。 展开更多

关键词 双向单层柔性索网结构 荷载组合工况 构件设计 施工位移控制

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杭州亚运会拳击场馆杭州体育馆屋盖单层索网结构提升改造分析与设计 被引量：2

14

作者 杨学林 周平槐 +1 位作者 李晓良 郜海波 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第15期98-104,共7页

杭州体育馆是我国较早建成的马鞍形单层索网体育建筑,屋盖单层索网结构由56根承重索和50根稳定索组成。2022年杭州亚运会将用作拳击比赛主场馆,需进行提升改造设计。新屋面系统重量增加,导致原承重索最大拉力略超设计值,需要进行结构加... 杭州体育馆是我国较早建成的马鞍形单层索网体育建筑,屋盖单层索网结构由56根承重索和50根稳定索组成。2022年杭州亚运会将用作拳击比赛主场馆,需进行提升改造设计。新屋面系统重量增加,导致原承重索最大拉力略超设计值,需要进行结构加固。通过不同方案的比选,确定了新增11根拉索的改造方案。进行了屋盖索网结构从拆除到增索、新建屋面系统的全过程施工模拟分析。结果表明,原屋面系统拆除过程中索网产生的较大上抬变形,必须设置配重以减小变形。以拆除前的现状为参考,原屋面系统拆除时索网上抬变形,新屋面系统安装完毕后则又比现有位置下降54mm,承重索的拉力略有增加。屋盖索网结构对风荷载和雪荷载较为敏感,地震作用和温度作用下产生的变形和内力可以忽略不计。此外,还进行了新索旧索索夹和新索端部节点的设计,并通过缠绕防腐胶带的方式提升索网耐久性。 展开更多

关键词 杭州亚运会 杭州体育馆 单层索网结构 马鞍形屋面 承重索 稳定索 提升改造 施工全过程模拟 耐久性

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椭圆边界马鞍形单层索网结构静力刚度参数分析 被引量：3

15

作者 肖康丽 黄卓驹 丁洁民 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期203-212,共10页

椭圆边界马鞍形单层索网结构受力效率高、造型简洁优雅,有广阔的应用前景。为此,选取椭圆边界马鞍形单层索网结构的高差、边界形状、网格尺寸、拉索预拉力、拉索直径等设计参数,采用控制变量法,基于通用有限元软件ANSYS对其静力刚度进... 椭圆边界马鞍形单层索网结构受力效率高、造型简洁优雅,有广阔的应用前景。为此,选取椭圆边界马鞍形单层索网结构的高差、边界形状、网格尺寸、拉索预拉力、拉索直径等设计参数,采用控制变量法,基于通用有限元软件ANSYS对其静力刚度进行参数分析。结果表明:单层索网结构的承重索宜布置在短轴方向,稳定索宜布置在长轴方向,可以增加结构刚度;高差对结构刚度的影响最大,保持总高差不变,分别改变承重索垂度和稳定索拱度,结构的刚度没有变化;在网格尺寸为1.7~3.2 m、拉索预拉力为700~1000 kN、拉索直径为44~62 mm时,减小网格尺寸、增大索的预拉力以及直径对增大结构刚度有利;高差和预拉力对结构反力的影响较大,其中高差主要影响结构反力的竖向分量,预拉力同步影响其各分量。 展开更多

关键词 单层索网结构 椭圆边界 马鞍形 参数分析 刚度 受力性能

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单层双向正交索网结构索长误差敏感性分析及控制限值研究

16

作者 王泽强 周储君 +2 位作者 周黎光 司波 高树栋 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第20期68-75,共8页

单层双向正交索网结构是由两个方向正交拉索组合而成的索网体系。结构施工偏差和构件加工误差引起的索长误差会改变结构的形状从而改变索力,因此索网结构施工控制,首先应将索长误差控制在一个可接受的范围内,使之对结构响应的影响最小... 单层双向正交索网结构是由两个方向正交拉索组合而成的索网体系。结构施工偏差和构件加工误差引起的索长误差会改变结构的形状从而改变索力,因此索网结构施工控制,首先应将索长误差控制在一个可接受的范围内,使之对结构响应的影响最小。以国家速滑馆大跨度单层双向正交索网结构为工程背景,研究了由于拉索索长误差引起结构成形态的索力与理论值偏差问题,使用有限元软件MIDAS Gen研究了单根拉索的误差敏感性。研究了单根拉索在不同误差取值下索力的变化规律和同时存在的多根拉索误差对索力的影响,并根据统计学原理制定了拉索的误差控制限值,最后通过现场实测数据验证了该限值的正确性。 展开更多

关键词 国家速滑馆 单层双向正交索网结构 索长误差 敏感性分析 控制限值

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