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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。
铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用摘要：弦支穹顶结构是一种新型的空间结构，其是通过杂交空间结构构成的，以巧妙的技术手段和方式将建筑结构上弦网壳结构与下弦张拉整体索杆体系有效的结合成为一个整体，并通过给下弦整体张拉结构空间形成一个环向的索、径向来施加一个合理的预应力结构，进而控制上弦网壳的预应力和变形应力，确保上弦网壳的抗屈强度以及整体性强度，使得其在工作中能够真正的做到刚柔并济的工作要求和工作模式。
一般而言，弦支穹顶结构中采用铸钢索夹节点预应力对于提高整体强度有着至关重要的作用与意义。
关键词：结构设计网壳结构承载力节点
目前社会发展中，国内外对于中小跨度的弦支穹顶结构都提出了系统全面的优化与认识，并且在工作中对于工程的承载力和支撑点要求都提出了新模式和新管理工具方式，且在工作的过程中对于其中存在施工质量问题和技术缺陷都得到了一定的优化与处置。
在目前的施工项目中，铸钢节点作为一种新的阶段模式，成为空间结构中的核心模式，是以铸钢节点中所特有的索夹节点、支座点三个部分构成的，但是就目前的工作中，人们对于大跨度的弦支穹顶结构结构应用较少，特别是施工技术的研究仍然是一片空白，因此对其进行优化与总结十分必要。
一、弦支穹顶结构概述
1、弦支穹顶结构产生背景
建筑与人们生活与社会发展紧密相连，古人主要是采用建筑物
来抵御各种自然灾害的侵袭和外地的入侵，而今天的建筑物，则是以人类的舒适、依据作为主要的追求重点，也是在工作中以新颖、个性的工作理念作为主要的工作基础。
基于此，我们在生活中对于建筑结构的空间追求提出了新要求，并促进了相关的工作人员在工作与研究中对于各种新颖别致、复杂健全空间的研究，也为大跨度建筑空间和结构的产生带来了必然的基础依据。
近年来，建筑行业随着社会生产技术的提高而呈现出蓬勃之势，其发展前景和发展动力也得到了良好有效的完善。
但是在这种社会基础上，人们对于公共活动空间的需求量也提出了明确的规范和标准，以体育馆、展览厅、歌剧院和工业厂房为基础的大型建筑结构空间要求越来越多，这位人们生活提供一个良好发展基础的同时，也给建筑施工跨度的增加和刚度的上升提供了相关的理论依据，这也要求我们在建设施工中对于各种屋顶结构理论的研究与总结。
2、弦支穹顶结构概述
为了解决上述的种种建筑结构问题，在目前的社会发展中人们充分的认识了以穹顶结构为基础的建筑施工技术的优越性，也为其发展与完善提供了必然的基础依据。
在目前的弦支穹顶结构设计中，其主要是将索穹顶中含有的一些概念以及单层网壳要求系统的融为一体，从而形成了一种合理、科学有不失新意的建筑结构模式。
弦支穹顶结构的应用对于发挥建筑结构顶层优势有着十分有效的
作用，同时对于实现更加有效和经济的大跨度新型建筑结构体系的完善提供了前所未有的工作基础。
二、实际工程应用
1.工程概述
某工程在施工中是采用混凝土结构为主要的施工方式和措施，在目前的施工之中其结构要求逐步完善，在施工中控制手段和要求都是通过目前最先进的科学技术方法进行管理。
在施工中通过上部的屋盖处理方式，下部是通过钢筋混凝土结构方式进行完整施工。
上部结构是目前建筑工程施工的重要手段和方式。
在工程施工和结构设计中，屋盖采用新型弦支穹顶结构是目前主要的钢结构方式，通过在目前的控制中结构方式的管理措施和模式。
由上部的刚性空间网壳结构在处理的施工中其完整的处理模式中能够形成杂交结
构体系，是通过在屋盖中采用双层的网壳结构进行控制，其在外形的处理之中一般都是通过椭圆形屋面，在应用中水平投影也是椭圆形状和模式的。
在控制的应用之中，其在处理中长轴方向总长165m，短轴方向总长145m，在投影的时候面积控制约为18800m2。
在目前的网壳处理之中，形成的管理模式，使得在网格点的控制中能够结合钢结构材料分析，由于铸钢材料在应用的时候具有较好的刚度和完整性，因此在计算中材料控制要求较多，使得其能够形成一套统一的体系。
2、计算模型
根据铸钢索夹节点实际尺寸，建立节点空间三维模型作为计算模型。
在建模过程中，虽然环向索索力较大，但索力方向跟铸钢索夹节点夹角较小，因此不予考虑；另外铸钢节点下半部分对节点受
力影响较小，因此建模时也不予考虑；铸钢节点各边、各相交部位的倒角圆角及耳板问加劲板建模时忽略。
这样简化既可保证计算精度又可减小计算工作量。
铸钢索夹节点计算模型，与所分析铸钢索夹节点相连的杆件截面、长度、钢号及荷载情况。
节点在目前的应用中通过擦用10个节点作为主要的实体单元控制手段，并且针对当前3个自由度进行管理，能够实现其完整的体系要求和措施。
在当前的建筑工程管理和施工设计中，对各种节点在控制中要采用自由网络划分，按照实际要求来分配节点尺寸，确保在设计中实体单元能够及时的满足目前的社会发展要求。
根据最不利荷载作用状态下受力情况撑杆内力和拉索拉力，将荷载分解为、y、三个分力直接施加到模型节点上。
在铸钢节点承受撑杆压力处，通过有限元节点施加竖直向下的荷载；拉索荷载施加在耳板销拴孔受力方向半柱面内的各节点上。
（1）在最不利荷载下按弹性计算分析结果显示，节点绝大部分区域应力远小于材料的屈服强度，处在弹性阶段。
节点最大应力为582.1mpa，位于拉索耳板与铸钢节点主体交汇处，且应力分布非常不均匀。
屈服区域仅出现在少数部位，因此即使出现超过屈服点的极限状态，也可以期待钢材的塑性使屈服应力趋于平缓，避免强度的破坏。
（2）考虑材料非线性的影响，在最不利荷载下进行弹塑性分析，结果显示，节点的应力峰值约为355.1mpa，表明在节点局部进入塑性后，应力进行了重分布，应力趋于平缓，上述结论得到验证。
（3）在实际采用的铸钢索夹节点在浇铸过程中，拉索耳板与铸钢节点主体交汇处做成倒角，连接部位较平缓，不会产生过大的应力集中。
3、计算结果分析
综上弹性和弹塑性计算分析，铸钢索夹节点在最不利荷载条件下仅有极少数单元应力超过材料屈服强度，一方面是属于局部应力集中，另一方面是由荷载施加方式（直接施加到节点上）造成的。
节点局部进入塑性后，应力将会进行重分布，另外在铸造过程中会采取相应措施减缓应力集中，因此铸钢节点部分具有足够的安全储备。
三、结语
建筑工程节点设计中，新型钢索夹节点的应用在目前工程项目中是最具有独特风格的。
在竣工之后，全部预应力张拉，成形后拉索索力和结构变形测试结果与理论分析较为吻合。
弦支穹顶作为一种新型的空间结构体系，在我国的应用正在铺开，拟采用弦支穹顶结构的有众多的大跨度建筑结构和体育馆。
铸钢索夹节点首次在大跨弦支穹顶结构体系中得到了创新应用，并取得了成功，为类似新型空间结构的研究与应用提供了有益的参考。
