中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設計分析與應用
定 價:120 元
中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)適用于體育場、足球場等大跨度建筑屋蓋。本書介紹了索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的發(fā)展、分類和研究現(xiàn)狀,并以上海浦東足球場(現(xiàn)名上汽浦東足球場)項目為工程背景,對中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)找力、靜動力性能、整體穩(wěn)定、關鍵節(jié)點、施工精細化模擬、誤差影響進行了系統(tǒng)分析。希望本書可為大跨空間結(jié)構(gòu)的設計、研究、施工提供借鑒。
華建集團上海建筑設計研究院結(jié)構(gòu)專業(yè)總工程師徐曉明及其團隊深度解析上海浦東足球場項目,為設計、研究與施工提供寶貴借鑒。
近年來,我國大跨空間結(jié)構(gòu)的形式不斷創(chuàng)新,科研成果和工程應用不斷涌現(xiàn)。索承 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是基于輪輻式張拉體系原理衍生而來的剛?cè)嵯酀目臻g結(jié)構(gòu),按照索承網(wǎng)格結(jié) 構(gòu)徑向索的水平拉力平衡方式,可以將其分為三種:①由上層網(wǎng)格平衡徑向索索力;②由 外壓環(huán)平衡徑向索索力;③由中置壓環(huán)平衡徑向索索力。前兩種結(jié)構(gòu)形式在國內(nèi)外工程 中已有廣泛實踐經(jīng)驗。創(chuàng)新的中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系,在矩形屋蓋的內(nèi)外邊界線之間設置一個與內(nèi)拉 環(huán)幾何相似的橢圓形中置壓環(huán),由中置壓環(huán)平衡徑向索索力,通過合理找形,完成態(tài)下 壓環(huán)彎矩所產(chǎn)生的應力僅為軸力產(chǎn)生總應力的萬分之一,主要受力構(gòu)件徑向索、內(nèi)環(huán)索、 中置壓環(huán)均為軸心受力,結(jié)構(gòu)效率大為提升。創(chuàng)新結(jié)構(gòu)體系巧妙地適應了矩形建筑輪廓, 改善了結(jié)構(gòu)性能,為索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)增添了活力,擴大了索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的應用范圍。中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系在上海浦東足球場(現(xiàn)名上汽浦東足球場)工程中得到 成功應用。上海浦東足球場位于上海市浦東新區(qū),是集競技、健身、商業(yè)、娛樂為一體 的多功能、生態(tài)型體育中心,其總建筑面積約14萬m²,固定座席約3.4萬個。該項目已 于2020年9月投入使用,是國內(nèi)首個滿足國際足聯(lián)A級比賽要求的專業(yè)足球場,是中國 足球文化的新地標,是上海助力我國建設體育強國的重要舉措。上海浦東足球場目前是 上海海港俱樂部的主場,并于2020年10月成功舉辦英雄聯(lián)盟全球總決賽。本書介紹了索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的發(fā)展、分類和研究現(xiàn)狀,并以上海浦東足球場項目為工 程背景,對中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)找力、靜動力性能、整體穩(wěn)定、關鍵節(jié)點、施工精細 化模擬、誤差影響等進行了系統(tǒng)分析。參與項目研究和本書編寫工作的人員有上海建筑設計研究院有限公司史煒洲、高峰、 張士昌、葉偉、侯雙軍、潘欽、倪萍、萬瑜和東南大學羅斌、阮楊捷、劉海霞、張旻權等。 上海浦東足球場項目的方案設計由德國hpp公司和sbp公司完成,書中屋蓋關節(jié)軸承、球 鉸支座節(jié)點試驗研究由同濟大學趙憲忠教授團隊完成,環(huán)索索夾極限承載力試驗研究由 同濟大學童樂為教授團隊完成,風洞試驗和風振響應分析由華建科技崔家春團隊、汕頭 大學王欽華團隊合作完成。對以上團隊和專家的貢獻,特此表示衷心的感謝!中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)首次投入工程應用,尚有不少問題在深入研究階段,由于作 者認識上的局限性,本書疏漏和不當之處在所難免,懇請廣大同行不吝賜教。徐曉明2024年6月
徐曉明,上海建筑設計研究院有限公司結(jié)構(gòu)專業(yè)總工程師,同濟大學兼職教授,東南大學博士生校外導師,中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)分會理事,中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會索結(jié)構(gòu)委員會委員,上海市超限高層建筑工程抗震設防審查專家委員會委員,主要從事大跨空間結(jié)構(gòu)、超高層結(jié)構(gòu)等復雜建筑結(jié)構(gòu)的設計和研究工作,負責或參與了上海體育場、上海旗忠國際網(wǎng)球中心、上海東方體育中心、上海浦東足球場、寧波中心、沈陽文化藝術中心、蘇州奧體中心、遼寧省科技館等重大工程項目結(jié)構(gòu)設計工作,曾獲得全國優(yōu)秀工程勘察設計金獎、華夏建設科學技術獎一等獎等多個獎項。
第 1 章 緒論 ………………………………………………………………… 11.1 索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分類及工程實例 ………………………………………… 31.1.1 由上層網(wǎng)格平衡徑向索索力 ……………………………………… 31.1.2 由外壓環(huán)平衡徑向索索力 ………………………………………… 41.1.3 由中置壓環(huán)平衡徑向索索力 ……………………………………… 61.2 研究現(xiàn)狀 …………………………………………………………………… 71.2.1 形態(tài)分析研究 ……………………………………………………… 71.2.2 力學性能分析研究 ………………………………………………… 91.2.3 施工方法和成型技術研究 ………………………………………… 101.3 主要研究內(nèi)容 ……………………………………………………………… 121.4 研究意義 …………………………………………………………………… 13第 2 章 工程概況與分析模型 ……………………………………………… 142.1 工程概況 …………………………………………………………………… 142.1.1 設計思路 …………………………………………………………… 152.1.2 結(jié)構(gòu)特點 …………………………………………………………… 172.1.3 材料及規(guī)格 ………………………………………………………… 192.2 有限元分析原理 …………………………………………………………… 222.2.1 索單元的模擬 ……………………………………………………… 222.2.2 預應力的模擬 ……………………………………………………… 222.2.3 非線性分析方法 …………………………………………………… 232.3 有限元模型 ………………………………………………………………… 242.3.1 單元類型 …………………………………………………………… 252.3.2 材料力學參數(shù) ……………………………………………………… 282.3.3 荷載條件 …………………………………………………………… 282.3.4 邊界條件 …………………………………………………………… 29第 3 章 結(jié)構(gòu)找力分析 ……………………………………………………… 313.1 大跨空間結(jié)構(gòu)不同狀態(tài) …………………………………………………… 313.2 成型態(tài)影響因素 …………………………………………………………… 323.2.1 零狀態(tài)位形 ………………………………………………………… 323.2.2 施工過程分析 ……………………………………………………… 333.2.3 預應力 ……………………………………………………………… 333.3 基于全結(jié)構(gòu)施工過程的整體自平衡找力分析方法 ……………………… 343.3.1 分析目的 …………………………………………………………… 343.3.2 分析方法 …………………………………………………………… 343.3.3 關鍵技術措施 ……………………………………………………… 363.3.4 分析方法優(yōu)點 ……………………………………………………… 383.4 中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)找力分析 ………………………………………… 383.4.1 總體施工流程 ……………………………………………………… 393.4.2 分析準備 …………………………………………………………… 423.4.3 基于全結(jié)構(gòu)施工過程的找力分析 ………………………………… 43第 4 章 結(jié)構(gòu)靜動力分析及穩(wěn)定性分析 …………………………………… 604.1 靜力分析 …………………………………………………………………… 604.1.1 荷載條件 …………………………………………………………… 604.1.2 主要荷載組合工況 ………………………………………………… 624.1.3 結(jié)構(gòu)靜力分析結(jié)果 ………………………………………………… 634.2 動力分析 …………………………………………………………………… 784.2.1 結(jié)構(gòu)振型 …………………………………………………………… 784.2.2 下部看臺結(jié)構(gòu)對上部屋蓋結(jié)構(gòu)的地震放大效應 ………………… 804.2.3 鋼屋蓋單體模型抗震計算 ………………………………………… 814.3 穩(wěn)定性分析 ………………………………………………………………… 82第 5 章 節(jié)點設計及試驗分析 ……………………………………………… 855.1 節(jié)點設計 …………………………………………………………………… 855.1.1 徑向索與徑向梁節(jié)點………………………………………………855.1.2 徑向索與環(huán)索索夾節(jié)點……………………………………………895.1.3 環(huán)索接頭節(jié)點……………………………………………………945.1.4 壓環(huán)及V柱相關節(jié)點…………………………………………955.2 索夾抗滑移承載力試驗……………………………………………………975.2.1 試驗研究對象……………………………………………………985.2.2 試驗系統(tǒng)…………………………………………………………995.2.3 試驗方法及步驟…………………………………………………1005.2.4 試驗研究結(jié)果…………………………………………………102第 6章 結(jié)構(gòu)施工精細化分析及誤差分析 ……………………………1076.1 索網(wǎng)施工找形分析方法………………………………………………1076.1.1 基本方法………………………………………………………1076.1.2 非線性動力有限元找形法……………………………………1086.2 環(huán)索提升分析…………………………………………………………1116.2.1 環(huán)索鋪展位形分析……………………………………………1116.2.2 環(huán)索與V形撐外肢連接的位形分析…………………………1156.2.3 提升索卸載分析………………………………………………1166.2.4 分析結(jié)果匯總…………………………………………………1186.3 徑向索張拉分析………………………………………………………1186.3.1 分析模型及方法…………………………………………………1186.3.2 徑向索分級張拉工況設置………………………………………1196.3.3 分析結(jié)果………………………………………………………1206.4 中置壓環(huán)索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)拉索施工誤差影響分析………………………1366.4.1 誤差分析方法及基本理論………………………………………1366.4.2 基本思路……………………………………………………1396.4.3 分析模型………………………………………………………1396.4.4 誤差組合方案設置………………………………………………1406.4.5 獨立誤差影響分析……………………………………………1406.4.6 耦合誤差影響分析………………………………………………143參考文獻…………………………………………………………………………………148