铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用

新型弦支穹顶结构分析与设计弦支穹顶结构是一种由弦组成的平支撑结构特殊形式，其特点是外部形式美观极佳，具有抗风、抗压抗弯结构，而且表面质地完美，这种结构能够被广泛的使用于场馆的设计，例如体育馆，以及其它装饰类建筑。

从力学角度来看，弦支穹顶由一组无结而又呈曲率的弦组成，能够使结构的自重发挥抗压的能力，从而达到满足表面抗弯的目的。

而且由于弦两端固定，所以结构不能产生任何动态效应，所以结构也极易被大量应用。

新型弦支穹顶结构可以将采用了微小体积、重量轻、构造几何形状复杂的元素，在穹顶的整体构造中，这些元素的形态可以组成更大的空间曲面，从而赋予了弦支穹顶结构更大的灵活性和更多的设计元素。

当设计一个新型弦支穹顶结构时，应该首先考虑其结构力学性能，它的抗压、抗弯和抗滑移性能，以及在必要时要考虑其强度、可靠性和结构稳定性，其次要考虑弦支穹顶结构的形式，它的重量、特殊截面，以及选择结构材料和构件抗裂，抗冻性等的机械性能。

新型弦支穹顶结构的设计首先依据结构的特性，采用适合的计算方法和计算工具，结合工程实践经验，结合工程实际情况，综合考虑地质地质条件，确定所需弦支穹顶结构的型号、截面及其相关参数，并分析计算弦支穹顶结构的抗压、抗弯强度、稳定性及其结构的各种力学性能指标，以及它们在穹顶系统内部分布情况等。

在建筑构造过程中，应用新型弦支穹顶结构的方式有模板和叠加的方式，模板的塑形过程是施工中重要环节，要严格把控模板的正确安装和夹紧度，确保各模板构件无法滑移。

为了更好的利用材料特性，并合理组织支承构件，采用穹顶节点连接及网型连接要求，确保穹顶结构在一定范围内是固定状态，以确保结构可靠稳定性。

当在安装新型弦支穹顶结构时，还要注意安装条件，确保在构建过程中结构的稳定性，确保稳定性的保证不能仅靠立柱、横梁或支柱等纵横向构件，安装时需要均匀布置横杆来支撑结构以维持穹顶整体的构造及构件的稳定性。

弦支穹顶结构的可靠性分析的开题报告
一、选题背景
弦支穹顶结构（Cable-stayed dome）是一种新型的建筑结构体系，具有展现设计创新和美学表现力的特点。

该结构体系的主要特点是钢索和主体钢筋混凝土柱之间的高度集成度和非线性、非对称集合力体系，能够适应更宽阔的跨度，使用更少的材料，更加环保、经济的优势。

弦支穹顶结构的性能涉及复杂的载荷层和非线性材料，其结构设计的可靠性在实际工程中具有重要地位。

因此，对弦支穹顶结构的可靠性进行研究，对于推广其在工程中的应用，提高结构的安全性和经济性具有积极意义。

二、研究目的
本次研究旨在全面评价弦支穹顶结构的可靠性，分析其设计和施工过程中可能出现的问题和风险，为该结构的实际应用提供科学参考和支持。

三、研究内容
1、弦支穹顶结构的介绍及其特点分析。

2、弦支穹顶结构的受力性能分析。

3、弦支穹顶结构的可靠性分析方法研究。

4、弦支穹顶结构的可靠性评估指标的建立。

5、基于弦支穹顶结构的实际工程案例分析。

四、研究方法
1、文献资料搜集和综述分析方法。

2、弦支穹顶结构的数值模拟方法和理论研究方法。

3、有限元计算方法和Monte-Carlo方法在弦支穹顶结构可靠性分析中的应用研究。

五、研究意义
本次研究将有助于深入理解弦支穹顶结构在实际应用中具有的可靠性问题和解决方法，促进其在工程中推广和应用。

同时，研究成果也将为建筑设计和安全管控提供更为全面和科学的参考指导。

弦支穹顶结构体系中拉索的应用连云港市建设监理有限公司□纪怀军刘佳沁【摘要】连云港市体育馆钢结构屋盖为弦支穹顶结构体系，弦支穹顶结构是将张拉整体、索穹顶等柔性结构的概念和单层网壳相结合而形成的一种新型的空间结构体系。

它应用了张拉整体的思想,将单层网壳和预应力拉索巧妙的结合起来,使弦支穹顶的受力性能比单层网壳有很大的改善,结构的整体刚度比单层网壳有很大提高。

它作为一种新型的复合结构体系由上部的单层球面网壳，下部的预应力环索和斜索以及联系二者的撑杆组成，相对于单层网壳和索穹顶结构,它可以更经济、更合理、更美观。

目前,大跨度空间结构是发展最快的结构类型，大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况已是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。

【关键词】弦支穹顶预应力拉索1工程概况连云港市体育馆主体结构形式为钢筋混凝土结构与钢结构相结合，屋盖结构形式新颖，布置复杂，建筑效果美观。

体育馆主馆钢结构屋盖形状为不规则圆形，屋盖采用弦支穹顶结构体系，跨度为90米；该结构体系由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成，设置六道环向索，局部布置构造钢棒；其中撑杆采用圆钢管，上下端铰接，环向预应力钢索规格分别为Φ5*139、Φ5*85、Φ5*55，缆索材料采用包双层高强度钢丝扭铰型钢绞线，单根钢丝直径5mm，抗拉强度不小于1670Mpa，屈服强度不小于1410Mpa，钢索抗拉弹性模量（E）不小于1.9×105Mpa，径向索采用钢拉杆规格为Φ60，抗拉强度为835Mpa。

该结构具有用钢量小，结构轻盈，钢结构主体截面类型少的特点。

结构如图所示：2关键施工技术、工艺2.1技术路线概述本体育馆屋盖总体安装顺序为：将上层网壳和悬挑部分的钢结构全部安装结束后，进行预应力张拉。

网壳安装结束后，在脚手架支撑作用下所形成的结构和设计图纸相吻合；支座为径向可滑动支座；施加预应力的方法为径向索张拉，张拉分两级，采取以控制张拉力为主，监测伸长值为辅的控制原则；张拉顺序由外向内张拉设计力的70%，由内向外张拉设计力的100%。

铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用【摘要】出于对大空间的功能需求，在很多建筑的结构设计中，都需要保留足够大的空间，同时又需要满足建筑结构的所有基本性能，如防风防雨、抗震隔音等等。

而在建筑结构设计的发展中，钢结构的建筑设计方法逐渐得到了广泛应用。

这是因为钢结构具有受力合理、结构简化且施工较为方便等多种优点，对于大跨度、大空间要求的建筑来讲，是最佳的结构选择方式。

而在钢结构的应用中，铸钢节点的节点形式中较为常见的一种，其有多种节点形式。

本文中主要来谈谈其中的一种，铸钢索夹节点在空间钢结构中的设计应用方式。

文章以某大型体育馆的钢屋盖工程为例，通过对节点的设计、计算与分析等几方面的探讨来实现对铸钢索夹节点的应用分析。

【关键词】铸钢索夹节点；弦支穹顶；结构设计；计算分析随着网架结构、钢结构等空间结构的建筑设计方式的应用越来越广泛，而这些结构中必须要用到的节点连接方式也随之有了很大的发展。

铸钢节点作为一种具体可塑性较好、韧性较大，且能够进行有效焊接等多种优点的节点连接方式，一经推出，就得到了广泛的应用。

在我国的很大大型空间结构的施工中，都是采用铸钢节点的节点形式。

铸钢节点又可以按照连接方式的不同而分为多种不同的铸钢节点形式。

一般在实际的工程应用中，多采用铸钢球节点、铸钢相贯节点与铸钢支座节点这三种节点形式。

而本文中所要介绍探讨的则是一种新的铸钢节点形式，即铸钢索夹节点。

笔者以某体育馆的屋盖施工为例，详细分析了铸钢索夹节点在弦支穹顶结构中的实际应用。

1、工程概况在某体育馆工程的建筑施工中，结构施工设计将下部主体设计为钢筋混凝土结构，上部屋盖采用钢结构。

体育馆钢屋盖采用了新型弦支穹顶结构，由上部的刚性空间网壳结构和去掉上层索的张拉整体结构组成的杂交结构体系，即屋盖上部采用双层网壳结构，其外形为椭圆抛物面，水平投影为一椭圆，长轴方向总长165m，短轴方向总长145m，投影面积约18 800m2。

网壳上弦曲面由下弦曲面向上平移3m形成，网格由三向交叉桁架单元组成，采用焊接球节点连接，屋盖下部则采用了张拉整体索杆体系，共设置三环拉索，每环拉索由径向索、两根环向索组成，索系通过撑杆与上部网壳连接。

综述弦支穹顶结构施工前言随着跨度的增加，预应力的张拉工作量也会相应的有所增大。

穹顶结构的外型将对结构的静力性状、刚度极限承载力以及结构的耗钢量产生直接影响。

在确定几何外型时，可以从以下几个因素进行考虑：第一，穹顶跨度、工艺设备和建筑体型要求。

第二，结构的刚度、矢跨比、肋的倾角等设计制作安装具体要求。

对于直径为100M的肋环式穹顶结构可以采用穹顶结构落地斜基础支承形式，固定铰接支座的方案，由单片的格构式杆件组合成为整个穹顶的径向肋和环向肋，上、下弦采用扁放工字钢；将钢管腹杆，与上、下弦采用无节点板进行对接焊接。

采用此种焊接，工作量少、用钢量省、外形美观屋面采用压型钢板覆盖，呈多棱形式径向肋和环向肋等构件均在加工厂分段制作，然后运至现场用高强螺栓拼装成型。

本文着重讨论弦支穹顶结构施工技术在实际应用中的一些问题。

一、弦支穹顶结构施工技术分析对于弦支穹顶结构而言，受到拉索构件的影响，整个弦支穹顶结构施工过程当中的力学性能与使用阶段力学性能表现出了较为显著的差异性。

而改变此问题的关键在于针对弦支穹顶结构施工全过程进行精确的模拟分析，在当前技术条件支持下，弦支穹顶结构施工应用最普遍与成熟的方式即为张拉预应力索结構施工技术，这一点是毫无疑问的。

换句话来说，弦支穹顶结构施工阶段分析的重点内容在于对张拉全过程的分析。

然而当前的实际情况在于：相关研究学者有关张拉过程的分析并未能够深入考虑施工全过程模拟相对于施工工艺的影响，并且有关张拉机理的研究也存在较为显著的缺失，以上问题均直接导致了所确定拉张模拟算法无法完全与工程实际相契合。

本文基于对弦支穹顶结构施工技术的分析，提出了包括施工顺序、预应力张拉施加形式、临时支撑系统以及预应力张拉形式在内的四大关键施工环节模拟参数，并借助于有限元分析方式构建相应的时变模型与计算程序，现对其做详细分析与说明。

大量工程实践研究结果表明：从某种角度上来说，弦支穹顶结构施工阶段的受力状态与施工技术存在着极为密切的联系，针对施工阶段张拉全过程进行模拟分析的前提在于对现阶段弦支穹顶结构施工技术做出合理分析与研究。

新型弦支穹顶结构分析与设计弦支穹顶又称弦拱顶，是一种非常常见的桥梁结构，它的起源可以追溯至古希腊时期，广泛应用于古建筑中。

近年来，随着技术的不断发展和材料的不断改善，弦支穹顶结构的设计和施工技术得到了极大的改进，并在各种新型结构中发挥着重要作用。

然而，在分析和设计中，弦支穹顶结构仍然存在一些挑战，需要进行进一步的研究来改进设计方法和解决相关问题。

弦支穹顶结构有许多优点，其中最重要的是结构轻质、刚度等级高、可以在较短时间内完成制作、重量轻、成本低廉、制作程序简单、可实现室内外统一的设计效果、可以利用标准化制作、以及可以从穹顶的非支撑位置设置大范围的空间。

弦支穹顶结构的分析与设计是一个极其复杂的过程，有很多变量需要考虑，如结构荷载、穹顶形状、穹顶材料、结构连续性等。

目前，已经有许多方法可以用于分析和设计弦支穹顶结构，如有限元方法、数值方法、经典理论方法和计算机辅助方法等。

不过，由于各种方法的限制，尚未有一种综合的方法可以同时考虑所有的变量，有效地实现分析与设计，从而大大限制了弦支穹顶结构的设计。

为了改进分析和设计方法，我们提出了一种基于完全平面分析和计算机辅助分析的新型弦支穹顶结构分析和设计方法，该方法具有以下优点：（1）采用简化穹顶，可以大大减少穹顶参数；（2）考虑了结构的线性和非线性特性，提高了计算准确度；（3）借助计算机，实现了对复杂的穹顶参数的模拟和分析，达到更高的分析准确度；（4）采用多种材料和结构连接，实现弦支穹顶结构的高效制作；（5）结合现实的实际情况，可以更深入地分析和设计弦支穹顶结构。

基于上述分析，我们提出了一系列的优化方案，包括采用静载荷分析、模态分析和定量破坏分析等，可以有效地提高弦支穹顶结构的性能。

另外，对弦支穹顶结构的膨胀性能进行评估，以确定结构的可行性，并进行合理的膨胀性能时用考虑，以改善结构性能。

最后，通过进一步的实验和研究，可以根据现实情况完善弦支穹顶结构的设计，实现更好的性能。

弦支穹顶结构施工方法研究和施工过程模拟分析的开题报告一、选题背景和意义弦支穹顶结构是一种具有特殊形式的屋盖结构，其特点是能够提供更大的内部空间，节省吊车使用成本，以及在一定程度上提高建筑物的美感。

由于其独特的结构形式和设计理念，弦支穹顶结构在现代建筑中得到越来越广泛的应用。

在弦支穹顶结构的施工过程中，其复杂的结构形式和施工工艺要求需要施工人员具有较高的技术水平和经验。

因此，如何提高施工工艺和施工效率、保证施工安全和质量，成为了当下建筑行业需要解决的重要问题之一。

二、研究内容和方法本研究的主要内容是对弦支穹顶结构施工方法进行探究和研究，同时结合现代技术手段，运用CAD和结构仿真软件完成弦支穹顶结构施工过程的模拟分析。

具体的研究方法包括：1.对弦支穹顶结构的基本原理、构造特点、施工工艺等方面进行分析，探究其施工中存在的问题和待解决的难点。

2.利用CAD软件完成弦支穹顶结构的建模和绘制，在实际工程应用中进行验证，并确定合适的施工工艺方案。

3.结合现代工程结构仿真软件，对弦支穹顶结构的施工过程进行模拟分析，优化施工过程和工艺，提高施工效率和质量。

三、预期成果和意义本研究成功完成后，将具有以下预期成果和意义：1.针对弦支穹顶结构的施工方法进行深入研究和探究，为弦支穹顶结构的设计和施工提供重要的技术支持和参考。

2.利用CAD等现代技术手段对弦支穹顶结构的建模和绘制，实现施工工艺的优化和合理化，提高施工效率和质量。

3.通过结构仿真软件的应用，对弦支穹顶结构施工过程进行模拟分析和优化，为工程实施提供重要的技术保障，还可为弦支穹顶结构设计提供更加精准的荷载分析和结构优化方案。

总的来说，随着现代技术的不断发展和进步，结合CAD等先进技术手段对弦支穹顶结构施工方法进行研究和模拟分析，不仅可以提高施工效率和质量，还能为弦支穹顶结构的发展和应用提供更为广泛的应用前景和发展空间。

索穹顶和弦支穹顶结构在我国的应用摘要：本文主要就索穹顶结构和弦支穹顶结构体系的特点以及近几年在我国的工程应用进行了总结。

关键字：预应力；空间钢结构；索穹顶；弦支穹顶；工程应用Abstract: In this paper, a cable domes structure chord and structural system of the dome characteristics will be introduced and the engineering application in our country in recent years also be summarized.Key Word: prestressed; space steel structure; cable domes; string a dome; engineering application1 引言随着我国大型场馆的大量建设，预应力钢结构技术得到了有力的推动和发展，然而相比于预应力网格和斜拉网格等结构形式，索穹顶结构和弦支穹顶结构近几年才在我国有了实际的工程应用，因此文本对索穹顶结构和弦支穹顶结构的特点及近几年在我国的工程实践进行了总结。

1 索穹顶结构索穹顶结构是由索穹顶结构主要由脊索、斜索、压杆和环索构成，是最近十几年发展起来的一种新型的空间结构形式。

这种结构体系具有受力合理、自重轻、跨度大和结构形式美观、新颖等特点，是一种结构效率极高的全张力体系[2]，有着广阔应用和发展前景的大跨度空间结构形式，然而索穹顶在应用当中又有一系列的难题，主要是由于在施工和工作状态下索穹顶具有很强的非线性(特别是施工过程中)，这对结构分析设计及施工提出了很高的要求。

国内目前在无锡新区科技交流中心和太原煤炭交易中心采用了索穹顶结构。

国内第1个刚性屋面的索穹顶是于2009年完工的无锡新区科技交流中心索穹顶[2]，见图1所示，该索穹顶平面为圆形，直径24 m，矢高2.109 m，采用铝板结合的刚性屋面和三环Geiger 型索杆系，其中脊索和环索均连续贯通。

42Industrial Construction Vol.40，No.8，2010工业建筑2010年第40卷第8期弦支穹顶结构的工程应用*陈志华刘红波牛犇（天津大学建筑工程学院，天津300072）摘要：弦支穹顶作为一种新型的预应力空间结构形式，凭借其高效的传力机制和优美的外形效果，已在国内外近20项实际工程中得以应用。

对现有工程的跨度、上部网壳结构形式、下部张拉整体部分形式、预应力施加方式、撑杆上节点和撑杆下节点等工程进行总结。

在此基础上，对结构的预应力设计方法、节点设计、预应力张拉、模型试验等内容进行分析，提出一些可供工程参考的建议。

关键词：弦支穹顶；工程实例；预应力设计；节点设计；预应力张拉；模型试验APPLICATION OF SUSPEN-DOME STRUCTURES IN ENGINEERINGChen ZhihuaLiu HongboNiu Ben（School of Civil Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ）Abstract ：Suspen-dome structures ，as new pre-stressing spatial structures ，have been applied in about twenty projects in the world due to its highly-efficient structural mechanism and beautiful appearance.In this paper ，some main information of suspen-dome projects were summarized such as span ，type of upper dome ，type of bottom tensegrity systems ，pre-stressing method ，upper joint of strut ，bottom joint of strut and so on.Based on which ，some analyses were carried out on the design method of pre-stressing ，joints design ，pre-stressing method and model tests ，and some suggestions that would be a reference for projects were put forward.Keywords ：suspen-dome ；actual project ；pre-stressing design ；joint design ；pre-stressing construction ；model test*国家自然基金资助项目（50008010）；国家自然基金资助项目（50778122）。

弦支穹顶结构稳定性分析的开题报告
一、选题背景
弦支穹顶结构是一种常见的大跨度建筑结构形式，具有独特的美学
效果和经济性能。

但在实际工程应用中，结构的稳定性问题一直是影响
其安全可靠性的主要因素之一。

因此，对弦支穹顶结构的稳定性进行深
入研究，能够有效提高其设计质量和使用性能，具有重要的理论和实用
意义。

二、研究目的
本文旨在通过对弦支穹顶结构稳定性的分析与研究，探究影响弦支
穹顶结构稳定性的关键因素及其解决方案，并为工程实践提供有参考价
值的设计方法和安全措施。

三、研究内容
1. 弦支穹顶结构的基本原理及构造形式分析；
2. 弦支穹顶结构稳定性分析的基本理论知识概述；
3. 影响弦支穹顶结构稳定性的因素分析，包括材料的选择、支座的
设置、初始应力的大小等；
4. 结构稳定性分析的数学模型建立；
5. 基于数学模型的稳定性计算与分析，包括结构的临界荷载、变形
及位移等；
6. 针对结构稳定性存在的问题，提出相应的解决方案及优化方法；
7. 对研究结果进行全面总结和展望。

四、研究方法
本文主要采用理论分析和数值计算相结合的方法，以Mathematica、ANSYS 等软件为工具，对弦支穹顶结构的稳定性进行全面而深入的研究。

五、研究意义与创新点
本研究旨在从理论和实践角度出发，全面深入分析弦支穹顶结构的稳定性问题，为该类结构的设计、施工和使用提供有参考价值的理论依据和实用性方法。

创新点：本文通过采用数值计算方法对结构稳定性进行精确计算，可以提高研究结果的准确性和可靠性；同时，对影响结构稳定性的关键因素进行深入探讨，为解决该类结构的稳定性问题提供了新的思路和方法。

弦支穹顶结构铸钢节点的理论分析与试验研究的开题报告一、选题的背景和意义：随着城市建设和大型工厂的建设，越来越多的建筑需要采用大跨度结构，弦支穹顶结构因其美观、空间感强、自重轻、施工快等优点，越来越受到设计师和业主的青睐，已成为现代建筑设计的重要形式之一。

弦支穹顶结构的节点连接是其整体稳定性和安全性的重要保证。

因此，对铸钢节点的理论分析和试验研究具有重要意义。

二、研究内容的目标和意义：本研究的主要目标是研究弦支穹顶结构铸钢节点的力学性能，并针对节点的不同工况和受力情况分别进行理论分析和试验研究，以完善和优化节点的设计和加工工艺，提高节点的安全性和可靠性。

三、研究方法和步骤：1、理论分析方法：采用有限元分析方法对铸钢节点的受力性能进行分析和计算，并建立节点受力模型，得出节点的应力、应变、变形等参数。

2、试验研究方法：采用静载试验和爆破试验两种方法对节点的受力性能进行试验研究，得出节点的极限承载力、变形特征、破坏模式等参数。

3、步骤：（1）文献调研和资料收集，了解目前弦支穹顶结构铸钢节点的设计和制造状况。

（2）建立节点理论分析模型，分析不同工况和受力情况下节点的应力、应变、变形等参数。

（3）进行节点试验研究，包括静载试验和爆破试验，探究节点的极限承载力、变形特征、破坏模式等参数。

（4）比较理论分析结果和试验研究结果，分析其差异和原因，确定合适的节点设计和加工工艺。

（5）总结研究结果，提出对节点设计和加工工艺的建议，为弦支穹顶结构的实际规划和施工提供参考。

四、可行性分析：本研究选题明确，目标明确、具有现实意义和社会价值。

同时，本研究采用有限元分析和试验研究相结合的方法进行研究，既具有理论深度，又具有实验可行性。

因此，研究具有可行性和实用性。

五、预期成果和工作计划：1、预期成果：（1）弦支穹顶结构铸钢节点的力学性能理论分析和试验研究报告。

（2）节点设计的优化方案和加工工艺的改进方案。

2、工作计划：阶段性任务完成时间文献调研和资料收集 1个月节点理论分析模型的建立 2个月静载试验和爆破试验的进行 2个月数据处理和分析，总结研究成果 2个月论文撰写和论文答辩 3个月六、研究预算和经费来源：本研究的经费来源主要包括自筹资金和相关单位或主管部门给予的经费支持，预计研究经费约为20万元。

引言近年来，随着经济的高速增长，各国体育文化、娱乐休闲等产业也随之蓬勃发展，世界各地对更大更宽阔的室内空间的需求日益增加，然而传统的屋盖结构体系难以满足现代建筑的功能需求及艺术要求[1]。

在上世纪九十年代，日本著名建筑学家川口卫教授通过对索穹顶结构进行优化，首次提出了“弦支穹顶”这一概念，随后弦支穹顶结构凭借其受力合理、造型美观、造价经济等优点迅速受到了业内人士们的广泛关注。

在之后的三十余年里，弦支穹顶结构不断发展革新，其跨度持续增大，造型也逐渐丰富起来，这也无形中增大了现场的施工难度，并且弦支穹顶结构又多用于体育馆、会展中心等人流量较大的建筑结构，其重要性不言而喻，对其施工技术措施进行探讨，有着重要的理论价值与实践意义。

1 弦支穹顶结构的特点及施工成型方法1.1 弦支穹顶结构的特点弦支穹顶结构是一种突破传统思维的新型杂交空间结构体系，其结构组成如图1所示，该结构巧妙地融合了单层网壳和索穹顶这2个结构的优点，是一种受力科学合理的高性能结构[2]。

相比于传统的索穹顶结构和单层网壳结构，弦支穹顶结构具备了自平衡性、可适应更大的跨度及施工便捷等优势，弦支穹顶上部的网壳结构可以为整体结构体系提供足够的刚度，其在建设过程中相比于索穹顶这一柔性结构来说施工可控性大大提高，也更为便捷。

同时，下部的索系结构可以为上层网壳结构提供体系内支撑，能弦支穹顶结构施工技术措施研究马睿阳新疆大学建筑工程学院 新疆 乌鲁木齐 830047摘 要：弦支穹顶是一种新型的预应力大跨度空间建筑结构，由于其受力合理、经济美观等优点，被广泛应用于体育馆、航站楼等大型公共建筑中。

随着弦支穹顶结构的大规模使用，其结构形式在不断改进，这就无形中增加了现场的施工难度，如何确保其顺利施工是目前研究的热点，与其相关的施工技术受到人们的关注。

鉴于此，本文以某建筑工程项目为背景，具体探讨弦支穹顶结构施工关键技术，针对弦支穹顶结构的施工张拉工序和杆件安装的变形控制问题展开分析，通过本文的研究为同类型结构的施工建设与研究提供些许参考和借鉴。

弦支穹顶钢结构BIM应用情况简介一、工程概况中国（xx）xx大楼工程主体结构由三部分组成，分别为办公楼、宴会厅和交易大厅组成。

其中办公楼为二十三层地混凝土结构地大楼，大楼主体高度为99.95m。

宴会厅为两层结构，结构形状为圆形结构。

结构直径为94m。

其中中间为一直径为58m地弦支穹顶结构。

交易大厅位于宴会厅旁边，交易大厅为两层结构。

屋盖为钢管桁架结构体系，一层顶楼面局部为钢结构楼层。

R=47mR=29m交易大楼工程各部分平面布置示意办公楼、宴会厅、交易大厅三部分布置实体示意图由于弦支穹顶结构在我省属首创，在国内也居于领先地位，为确保工程施工质量，施工之初，我公司即明确确定应用BIM虚拟建模指导施工。

施工中通过应用BIM设计效果地三维可视化功能，建立宴会厅、交易大厅屋面钢结构三维模型，进行模拟施工过程，将工程全貌通过3D形式展现给项目部管理人员，分析施工主要过程、发现施工过程主要控制点，制定相应预案，做到施工前期预控，确保现场实体施工能够顺利进行。

二、钢结构安装BIM应用情况介绍2.1 现场施工条件介绍根据现在阶段工程施工情况，屋盖钢结构进场施工时，现场预埋件已经施工完成。

且交易大厅周边混凝土结构及交易大厅周边混凝土结构已经施工完成。

现场地下室结构也已经施工完成。

现场土建结构如下图所示：钢结构进场时土建结构已完工示意图土建结构施工情况剖面示意宴会厅及交易大厅混凝土结构施工时（包括办公大楼），在现场布置了4台C5013塔吊作为垂直运输设备，钢结构施工时，部分构件地吊装将考虑采用现场布置地塔吊吊装。

2.2 宴会厅弦支穹顶钢结构安装方案2.2. 1、中心圆环钢梁地安装中心圆环钢梁分为内外两个环梁，外环梁直径16米、截面为H1200*650*25*30，重29T.内环梁直径为8米、截面为H700*350*22*25，重6.8T.环梁内地径向放射梁共15根，重20T。

考虑到圆环钢梁制作钢板下料分段要求和现场安装起重地难度。

论大型体育馆弦支穹顶钢结构弦杆及索夹加固技术一、工程概况：大连市体育馆总建筑面积约8.1万平方米，座位数1.8万人，体育馆地下一层，地上五层，本工程主体结构为弦支穹顶结构体系，在空间上呈椭球体，跨度为116.4m×145.4 m ，最高点高度为45米，矢跨比1/10，上部采用巨型倒三角形桁架结构，型芯线垂直高度2.4m，整个结构通过46个支座固定于外环钢环梁上，东侧最高点与西侧最低点相差6米，弦支穹顶单层网壳中心部位为弦支穹顶内环，主体管桁架下弦为拉索结构。

拉索共分为3道环向索、64根径向索，钢索通过环向桁架与径向桁架交接节点处向下设置的64根垂直撑杆相互连接。

撑杆高度6～10m不等。

钢索直径φ80～φ105mm，总重约82t。

环索的各项参数如下表所示：课题1：在主体屋面钢结构安装全部完成，安装支架全部拆除后，因中部斗屏设计吊挂重量变更增加，需对顶部12根杆件进行加固；课题2：索夹滑移力较大，需对索夹采取加固措施。

二、弦杆加固技术：1、问题的提出：在主体屋面钢结构安装全部完成，安装支架全部拆除后，因中部斗屏设计吊挂重量变更增加40吨，经结构验算后，斗屏四周桁架杆件有12根需要进行空间更换，而此时所有杆件已处于受荷状态。

由于安装用临时支架已全部拆除，如重新布置临时支架，势必极大地增加工程费用，延长施工周期。

为此，如何在保证结构安全的条件下，顺利更换这12根杆件，尽量减少工程费用、缩短施工周期是我们所面临的关键课题。

原设计杆件及对应更换后杆件如下：杆件加固位置图2、加固技术要点：在结构荷载已施加的情况下，在不增加节点临时支架、不拆除原杆件的基础上，通过采取相应措施，采用增加套管的方式对所需杆件进行加固。

要求：所加固的杆件套管内径必须大于被加固杆件的外径。

如有必要可采取加大套管的方式来解决问题，不过本项内容中所需更换的12根杆件均能满足此要求。

3、加固工艺：确定更换后杆件的长度，将杆件剖开分成两片，成对捆绑、编号→新增杆件两端相贯线切口现场放样加工→安装中间定位环（定位环与原杆点焊，当间隙2.5mm时可缠铁丝）→安装新增杆件，相对两半片间用临时固定耳板固定→两半片间焊接→新增杆件两端相贯线接口焊接。