铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用

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新型弦支穹顶结构分析与设计

新型弦支穹顶结构分析与设计

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。

铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用

铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用

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。

铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用

铸钢索夹节点在弦支穹顶结构设计中的应用
计 方 法逐 渐得 到 了广 泛 应 用 。 这是 因 为 钢 结 环索 系所 承 受 的各方 拉力 或者 压力 都聚 集
3 . 2计算过程与结果 构具有 受力合理、结构 简化且施 工较 为方便 在节 点 处 ,这就 给节 点处 的索 夹造 成 了很 根据最不利荷载作用状 态下受力情况撑 等 多种优 点 ,对于大跨度 、大空间要 求的建 大 的负荷 ,并且 受力 状况 也相 对 复杂 。在 杆 内力和 拉索 拉力,将荷载分解为 X 、Y 、z
在 对 铸 钢 索 夹 节 点 的施 工 进 行 设 计 时 ,
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 。计算 结果得 出节 点
大的空间 ,同时又需要满足建 筑结构的所有 受力性能 。 由网络划分 , 按照 S ma  ̄ s i z e尺寸等级 6智能
基本性 能 , 如 防风防雨 、抗震 隔音 等等。而
由于在 本 工程 中 ,所 设计 的弦 支 穹顶 划分实体 单元 ,对 拉索耳板 部分再给予优化
在建 筑结构设 计的发展 中,钢 结构 的建筑设 的屋 顶 结构 的撑 杆底 部是 索夹 节 点,且 每 细分 ,单元总数 为 5 6 3 9 7个 。
【 关键词 】 铸钢索夹节点;弦支穹顶;
结构设计 ;计 算分析
整个 弦支 穹顶 的构 造 极其 复杂 ,施 工难 度 位于拉索 耳板与铸钢节 点主 体交汇 处,且应
较大 。为 了能够 更好 的完 成节 点施 工 ,防 力分布非 常不均匀 。屈服 区域 仅出现在少数

大学体育馆弦支穹顶钢结构屋盖的分析与设计

大学体育馆弦支穹顶钢结构屋盖的分析与设计
10
3.3 荷载态的弹性设计计算
✓考虑了14个大类的荷载组合 。当恒荷载起有利作用时,其分项系数取为1.0;温度的分项系数1.0, 组合系数0.7。各个组合中均已包括了1.0倍的预应力作用: (1) 1.0结构自重(即预应力初始态) (2) 1.2恒+1.4雪 (3) 1.2恒+1.4风 (4) 1.2恒+1.0温 (5) 1.2恒+1.4雪+1.4×0.6风 (6) 1.2恒+1.4风+1.4×0.7雪 (7) 1.2恒+1.4雪+0.7温(升温时取活) (8) 1.2恒+1.0温+1.4×0.7雪(升温时取活) (9) 1.2恒+1.4风+0.7温 (10) 1.2恒+1.0温+1.4×0.6风 (11) 1.2恒+1.4雪+1.4×0.6风+0.7降温 (12) 1.2恒+1.4风+1.4×0.7雪+0.7降温 (13) 1.2恒+1.0降温+1.4×0.6风+1.4×0.7雪 (14) 1.2(恒+0.5雪)+1.3水平地震
某大学体育馆弦支穹顶 屋盖的分析与设计
主要内容
1. 工程概况 2. 结构体系与结构布置 3. 结构静力与动力计算分析 4. 静力弹塑性极限承载力计算分析 5. 节点设计 6. 施工张拉过程的仿真计算 7. 结语
2
1. 工程概况
钻石形建筑造型; 正六边形柱网外接圆直径87.757m,最 大挑檐长度6m,屋盖总高度11.55m; 矢跨比1/8.6; 屋面坡度12度,局部凸屋面15度; 屋盖中央设置正六边形的采光玻璃天窗, 外接圆直径24m。
第8振型表现为整体环向振动,周期为T8=0.77s

论大型体育馆弦支穹顶钢结构弦杆及索夹加固技术

论大型体育馆弦支穹顶钢结构弦杆及索夹加固技术

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。

弦支穹顶结构设计分析2

弦支穹顶结构设计分析2

弦支穹顶结构设计分析来源网络作者:彭添刘振华刘祥字发布于2012/12/22 16:53:29 评论(0)有16人阅读1 工程概况三亚市体育中心(三亚市中等职业技术学校二期场馆)位于海南省三亚市,西临师部农场路,南接金鸡岭路,东靠东岸北路,北侧为技术学院一期工程用地,由体育馆、体育场、游泳馆三部分组成,是三亚市及职业学校新校区的标志性建筑群。

体育馆总建筑面积12 764.8 m2,总座位2 934席;屋盖覆盖面积6 550 m2,采用预应力弦支穹顶钢结构体系。

游泳馆总建筑面积4 621.3 m2,337座,屋盖覆盖面积3 700 m2,采用焊接球空间网架结构。

体育馆主馆钢结构屋盖形状为圆形,直径为75.36 m,屋盖矢高为8.288 m;整个屋盖覆盖面积为3 700 m2。

屋盖采用弦支穹顶结构体系。

该结构体系由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成,上部单层网壳网格布置形式为Kiewitt型;下部弦支索杆体系以肋环型布置,设置3道环索,径向为钢拉杆;其中撑杆采用圆钢管,上下端铰接。

该结构具有用钢量小、结构轻盈、钢结构构件截面类型少的特点。

计算简图如图1所示。

本工程索承单层网壳屋盖,除具有一般索承单层网壳的结构特点外,还具有以下特点。

1)网壳矢高为8.288 m,矢跨比为8.288/75.36=0.11。

网壳矢跨比不大,屋盖刚度一般,在施加预应力后,其网壳面外刚度有较大提高。

2)屋盖结构与下部混凝土结构采用三向铰支座。

3)在使用阶段,结构主要受力状况为:环向杆和拉索受拉,径向杆和撑杆受压。

而在预应力张拉阶段,除索受拉外,网壳各杆件和撑杆均受压。

4)在撑杆下节点处,撑杆、环索和径向钢棒的内力相互平衡,其中环索内力最大,撑杆内力最小。

改动其中任何一个构件的内力,其他构件的内力也相应改变。

5)索承单层网壳屋盖为圆球形,且各方向上的结构布置较为均匀,因此结构受力比较均匀,内力变化幅度比较小。

6)对结构的构件布置情况及传力特点的分析得知,中心处由环向索、径向钢棒、竖向撑杆及钢管网壳组成的屋盖可以作为一个自承重的结构受力单元;其内力通过外层钢管网壳传递至下一圈由环向索、径向钢棒、竖向撑杆及钢管网壳组成的结构单元,此单元不能自承重,而是通过与上一层结构单元联合组成能自承重的结构受力单元。

弦支穹顶施工技术介绍(黄明鑫、陈焕军)

弦支穹顶施工技术介绍(黄明鑫、陈焕军)

常州体育馆—拉索的安装
径向索安装方案:径向索由塔吊协助吊放至安装平 台后,先将索的可调端与撑杆上节点的单耳板销接, 然后采用“溜索法”安装径向索,将索的不调端与 撑杆下节点的铸钢索夹耳板销接。
常州体育馆—拉索的安装
环向索安装方案:HS-2~HS-6安装采取边放边装 的安装方法,即环索垂直牵引至操作平台后随即 进行环索水平牵引,待每段环索就位后按照索夹 标记位置(在工厂制索时已按索拉力进行位置标 定)进行环索安装。HS-1吊装就位后,直接进行 水平牵引、就位安装。
φ203×10,φ152×10
下斜索由外到内初始预张力分 别确定为:1800,1000, 500,250,100
径 向 :φ245×8 、 φ273×16 , 环 向 : φ351×10 、 φ351×16,材质Q345B
抗拉强度1670MPa的半平行钢 丝束拉索,拉索规格为 :φ5×55、φ5×85、 φ5×199三种
跨度122m 矢高12.2m,矢跨比1:10
径向主钢箱梁 750×350×12×16 , 环 向 钢 箱 梁 为 300×200×6×8 ,材质Q345B
拉 索 : Ф5×199 、 Ф5×109 、 Ф5×55 、 Ф5×31 , 拉 索 材料屈服强度不小于 1670Mpa
钢 拉 杆 : Ф90 、 Ф65 、 Ф45 、 Ф30 , 屈 服 强 度 不 小 于 550Mpa , 抗 拉 强 度 不 小 于 750MPa
安徽大学体育馆
安徽大学体育馆工程钢屋盖钢网壳为双向矩形 截面钢构件单层网壳。径向钢构件截面大,为矩形 焊接钢箱梁,正六边形的六个脊线处钢箱梁为主钢 箱梁,其它径向钢箱梁为次钢箱梁;环向钢构件截 面小,为矩形冷成型钢管。整个钢屋盖的索系由径 向预应力拉杆和环向预应力拉索构成,环向索共设 4环。撑杆采用圆钢管,上下端耳板销轴铰接。整 个钢屋盖支撑在周边30个钢柱上,除角部6个外, 六边形每边4个,柱距8.776m。钢屋盖与柱顶相交 高度为18.290m,钢屋盖最高点为29.890m。在采光 顶的正六边形周围和结构外沿正六边形周围分别各 设置了一圈封闭的三管桁架,外沿的封闭桁架进一 步减小了支座的水平推力,内外环形桁架与主脊梁 及拉索共同构成了结构的主骨架。

新型弦支穹顶结构分析与设计

新型弦支穹顶结构分析与设计

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。

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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。

上部网壳结构和下部张拉整体索杆体系形成一个整体共同作用,对拉索施加预应力后,将大大减小了结构对支座的水平推力,网壳的竖向变形及杆件内力也得到降低,从而改善了结构的受力性能。

由于在本工程中,所设计的弦支穹顶的屋顶结构的撑杆底部是索夹节点,且每环索系所承受的各方拉力或者压力都聚集在节点处,这就给节点处的索夹造成了很大的负荷,并且受力状况也相对复杂。

在本工程中,所有的索系一共使用了56根撑杆来支撑,这也就是说,本工程中药用到56个索夹节点。

由于节点需要承受不同方向的不同力度的作用力,因此为了减少一定的荷载,设计要求索夹节点与环向索之间要能够产生一定的相对位移。

另外,还要考虑
到径向拉索等不同的受力特点和拉索预应力的张拉方式等等多方
面的因素。

整个弦支穹顶的构造极其复杂,施工难度较大。

为了能够更好的完成节点施工,防止重叠焊缝焊接所引起的应力聚集现象,本工程决定放弃传统的焊接板节点形式,而采用更为高效安全的铸钢索夹节点。

2、铸钢索夹节点设计
在对铸钢索夹节点的施工进行设计时,除了要考虑节点的安全问题以外,还要顾及到铸造工艺技术的有关要求,因而索夹节点的构造较为复杂,需要满足:使两根环向索水平通过节点,撑杆垂直通过节点,拉索、节点与环向索不能互相碰撞,要确保所有作用在节点上的作用力都聚集在一点等等。

3、铸钢索夹节点计算与分析
由于在弦支穹顶结构中,铸钢索夹节点的受力极为复杂,对其构造的要求也较多,为了满足工程的经济性和技术要求,我们选择了编号为33d的铸钢索夹节点,采用大型通用软件ansys建立有限元模型进行弹塑性分析。

该铸钢索夹节点长880mm,宽500mm,高180mm,径向索耳板厚度70mm。

由于铸钢材料具有较好的塑性,铸钢索夹节点的强度准则采用von mises屈服准则,即当计算点的mises应力超过材料强度,认为该点进入塑性。

根据本工程的铸钢索夹节点尺寸及材料特点,其屈服强度经计算为0.3。

3.1 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。

节点建模采用lo节点四面体实体单元(soud92),每个节点有3个自由度,采用自由网络划分,按照smartsize尺寸等级6智能划分实体单元,对拉索耳板部分再给予优化细分,单元总数为56 397个。

3.2 计算过程与结果
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x、y、z三个分力直接施加到模型节点上。

在本铸钢索价节点计算中,刚度最大的是铸钢体本身,结合结构使用过程中该节点的受力状态,约束直接施加在螺栓孔壁面。

(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。

计算结果得出节点最大的von mises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,计算结果得出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。

3.3 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。

4、结语
本文通过对某体院馆的屋盖结构这一工程的设计方法进行分析
探讨,指出了在大跨度的建筑屋盖结构设计中,采用弦支穹顶结构进行施工是具有很大优越性的。

而在进行弦支穹顶结构的节点设计中,铸钢索夹节点的节点形式的应用能够很好的解决结构中节点的特殊受力问题,是一种可行性、经济性较大的钢结构节点设计形式。

笔者希望通过本文的分析探讨,能够为其他的类似空间结构的设计施工提供一些有用的实践参考依据,以促使更多的新型空间结构应用在我国的城市现代化建设中。

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