第37卷第2期建筑结构2007年2月中关村软件园光盘结构钢索张拉施工模拟分析刘枫郝成新钱基宏赵基达(中国建筑科学研究院结构所北京100013)张同亿(中元国际工程设计研究院北京100089)[提要]中关村软件园光盘结构属车辐式双层索系,其中含径向索、斜拉索和缆风索共288根。首先进行了考虑几何非线性和初始缺陷的整体稳定计算,进而从稳定计算角度介绍了各类钢索张拉施工顺序的确定过程。整个张拉步骤共分为163步,介绍了钢索张拉的具体步骤,分步进行张拉施工模拟验算的具体方法及采用的工装设备。钢索张拉顺利完成,最终误差控制在5%以内,证明了施工模拟分析的正确性。[关键词]光盘结构索结构预应力张拉施工模拟ConstructionSimulationAnalysisofCablesinGiantDiskCanopyinBeijingSoftwareParkΠLiuFeng1,HaoChengxin1,QianJihong1,ZhaoJida1,ZhangTongyi2(1ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,China;2IPPREngineeringInternational,Beijing100089,China)Abstract:ThestructuralstyleofthediskcanopyinBeijingsoftwareparkisrungdoubledeckcablesystem,inwhich288cablesareadoptedincludingradialcables,hangercablesandstabilizingcables.Bucklinganalysisconsideringgeometrynonlinearandinitialdefectionisdone,andthetensioningsequenceforcablesisconfirmedaccordingtothebucklinganalysis.Thetensioningprocessisdividedinto163steps.Theconcretestepsfortensioning,themethodsusedforconstructionsimulationandtheequipmentsusedareintroduced.Thetensioningofthecablesisfinishedandtheerroriscontrolledin5%,whichverifiesthecorrectnessoftheconstructionsimulation.Keywords:diskcanopy;cablestructure;prestresstensioning;constructionsimulation1工程概况中关村软件园光盘结构由4根桅杆通过24根斜拉索吊起在空中,为抵抗风吸力的作用,光盘下还增设了24根缆风索[1,2]。整体结构外观及结构平如图1所示。整个项目的设计施工难点集中在拉索部分。由于拉索的存在,整个结构呈现几何非线性特征。结构共有各类索288根,具体情况如表1所示[5]。其中,径向索分上、下两层设置,为了保证上下两层径向索的共同工作,两层径向索之间设置了一道撑杆。各类索的受力相互影响,一根索内力的改变,将带来其他索力的连锁变化。既要保证建筑标高的准确;又要控制索力在一定范围内,以满足承载和排水需要;同时由于桅杆采用固接柱脚,还要保证尽量减少柱底部的弯矩作用,必须通过严密计算来达到上述目标。下面主要从稳定计算角度介绍钢索张拉施工顺序的确定过程,张拉施工模拟验算的具体方法,钢索张拉的具体步骤及采用的工装设备。2整体稳定计算根据设计阶段的计算[2],在最不利荷载工况下,单根径向索索力约为350kN,加上其他索的内力,根据车辐式双层索系的计算方法[3],外环梁的压力约为图1光盘结构15000kN。如果将斜拉索和缆风索的共同作用看作光光盘结构索分类表1索分类径向索斜拉索缆风索总根数2402424截面形式1×61钢绞线Z型密封索1×61钢绞线直径(mm)367542截面面积(mm2)76338861039材料镀铝锌钢索镀铝锌钢索镀铝锌钢索盘外环梁的平面外支撑,那么其最大节间长度约为16m,所以外环梁的平面外稳定问题应是关注的焦点。索结构的整体稳定是一个非常复杂的问题。首先,由于几何非线性的影响,索结构必须采用非线性屈曲分析进行稳定计算,才可能获得比较准确的临界荷36载分析结果。因为只有考虑非线性才可能在分析中考虑初始缺陷、塑性行为、大变形等特征。另外,在不同的荷载条件下,结构的刚度在不断的变化,其临界荷载也在随之不断变化。因此,每一个临界荷载都是针对某种特定的荷载工况提出的。在设计阶段已经进行了结构在正常使用荷载条件下的非线性稳定计算,下面将分析结构在拉索张拉施工完毕阶段(采光顶未安装)的整体稳定性。在拉索张拉施工完成阶段,单根径向索索力约为250kN,加上其他索的内力,外环梁的压力约为10000kN。为确定结构的初始几何缺陷,首先进行了特征值屈曲分析,将结构的第一阶屈曲模态作为结构的初始缺陷分布模态,其中最大计算值取为外环梁最大节间长度(约16m)的1Π400,这是设计对结构加工及...
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