扬州体育公园游泳跳水馆预应力双层索网结构深化设计.pdfVIP

钢结构工程研究⑧ 《钢结构》2010增刊 扬州体育公园游泳跳水馆预应力双层索网 结构深化设计 袁英战苏浩苏国柱李建伟 (100039北京市建筑工程研究院) 提要：扬州体育公园游泳跳水馆屋面结构采用了预应力双层索网结构体系，该工程索网规 模较大、构造复杂，其设计及施工均具有一定难度。北京市建筑工程研究院承担了该索网 工程的深化设计和施工张拉工作，为使施工张拉顺利实施，前期必须对初步设计方案进行 深化设计，包括必要的分析计算及连接节点设计。本文简要介绍了该工程的分析计算和深 化设计过程，最后总结了此类结构的设计特点。 关键词：预应力双层索网；膜结构；铸钢节点 1．工程概况 扬州体育公园游泳跳水馆屋盖整体采用空间钢桁架结构，屋面为刚性材料上铺覆土层。 而在跳水池和游泳池对应区域，分别嵌入一个单层网壳结构和一个预应力双层索网结构， 其上覆盖膜材，以实现良好的建筑和采光效果。结构平面布置如下图所示： 图l看干重点工程 本文着重介绍预应力双层索网结构的深化设计过程。预应力双层索网结构通过在索网 结构中引入较大预应力，使得索网结构具备一定刚度，从而抵抗外部各种荷载，拉索内力 由周围环梁承担，这种体系能够充分利用材料承载力，显著降低用钢量，取得良好的经济 技术效益。本工程预应力双层索网结构规模较大，构造复杂，目前国内尚不多见：对施工 要求较高，能够体现一定的技术水平。本工程预应力双层索网结构部分已于2009年底顺利 竣工。索网张拉完工照片见图2。 713 钢结构工程研究@ 《钢结构》2010增刊 2．索网结构设计计算 1)结构布置 结构平面边界为覆盖33mX56m区域的异型圆弧。结构短向为丰耍受力构件，包括12 间间距为45m。长向为起空间稳定作用的联系索，上、下弦均为为m5×7扮索．联系索拭 5m一4 7馗，各榀之间的间距约为3 5m，上下索之间曲撑杆截莉为m108x5钢管。除少数边 角部位，所有扎囊相变处均吐置榉朴，』t65根。双层索网结构轴测图搜典型剖面圈见酬 3—巧： ，黟一，’漆 ’ 、、、|、1。：j：¨j、 ‘、 i‘：0、 美：：I二垒。 ．．：：a二：[工j：：：：]=二===一 日5mdⅨ{女Ⅲ☆H 2)钢结构厚板的基本力学特征成形形态分析 索网结构由受扎索单元和受压撑杆组成，属于柔性结构。与刚性结构不同的是，索网 结构设计首先要确定满足建筑造型的几何形态及其对应的内力状态，这～初始态的确定必 须通过找形分析完成。而且，因为奉工程双层索网结构内嵌于屋盏空问钢桁架结构Z中， 成形过程中外环粱会产生一定变形．必须建立屋盏整体模型进行找形。本工程采用Ansys 软件进行索网结构的找彤及柑载分析，初始形态初步确定后，要经过荷载分析阶段并种工 钢结构工程研究⑤ 《钢结构》20lO增刊 况作片j的检验，反复调整后确定。本工程最终确定的索网结构成形状态如图3所示，其整 体模型以及对应的索力分布如表1及图7所示： ————————』丝—童堕生壁鉴墨堕生垂—————一 拉索编号 上索内力(KN) 下素内力(KN)