大跨度多次预应力钢穹网壳设计与张拉监控 ss攀枝花体育馆平面呈八角花瓣形(图6-7-1),周围用8个柱面相连,跨度近65m,曲边八边形外尚有l.94~4.16m不等的悬挑。屋盖支承于标高16.6m的8个混凝土圆柱顶上,相邻柱距24.85m,壳中心标高(节点球心)27.90m。最大平面覆盖尺寸74.8m×74.8m。该工程按7度抗震设防,属Ⅰ类场地土,基本风压0.5kN/m2,屋面荷载4.11kN/m2。
网壳杆件用16Mn钢管,计4633根,另加8大束钢绞线预应力高强拉索,节点球986个,其中大部分节点为鼓形螺栓球,少量(约15%)为焊接空心球。8个支座采用橡胶垫板减振并消除温度应力。16Mn钢网壳设计用钢量为35.00kg/m2。后因16Mn钢管现货匹配不齐,改用以大代小的Q235钢管,屋面荷载变为4.25kN/m2,实际工程用量增至49.00kg/ m2。
该屋盖结构选型时,除首先要满足建筑功能、使用要求、安全可靠并符合设计规定外,还进行了曲面平板网架、预应力混凝土边构支承的钢网壳、非预应力钢网壳、预应力钢网壳等多方案比较。分析表明,多次预应力钢网壳比非预应力钢网壳节约钢材36.61%,比平板网架省钢54.88%。最后决定采用按多次预应力组合式短程线型钢网壳方案。据悉这是世界上多次预应力新技术应用于空间钢结构的首例工程。因国内无网壳设计规范,亦无预应力钢结构设计规程,故工程设计只能参照相关规范和自身特点以及该项目阶段性研究成果进行。
第1章 预加应力体系的选择 网壳的预加应力体系包括布索方案、预应力节点和预应力拉索选型,在网壳中如何布索才能提高预应力经济效益是关键问题。布索的原则是:在预应力的作用下，结构具有最多数量的卸载杆,最少数量的增载杆和中性杆,以使网壳的卸载效应大,从而收到明显的效果。
网壳宜在下部壳外布索,其布索方案大致可分两类(图6.7-2):一类为壳边缘布索”边构街外布索(A-A)、支座两两相间配索(B-B);另一类为壳中部布索”支座对角线配索(C-C)、对角线下撑式壳外配索(D-D)。杆件卸载效应和节点反拱度效应分析结果显示,中部布索方案的矢高大,易获较大的反力矩,因而卸载与反拱度效应均比边缘布索方案明显。由于建筑要布设吊顶,不容预加应力体系结构外露,故正式施工图设计采用壳外下撑式直束配索的边缘布索方案（A-A)。该预加应力体系方案与网壳的边缘构件和壳面构件合二为一,仅需加大截面尺寸,以简化构造。下撑拉索为高强钢绞线,通过间M锚具锚于预应力节点,考虑到平面外的稳定性,特于侧向加杆扶持。
为改善布索方案A-A矢高小的不利...
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