薄膜結(jié)構(gòu)實例演示文稿

薄膜結(jié)構(gòu)實例演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有23頁\編輯于星期五（優(yōu)選）薄膜結(jié)構(gòu)實例現(xiàn)在是2頁\一共有23頁\編輯于星期五1.工程簡介威海體育場占地面積約40000m2，可容納觀眾3萬人。看臺為鋼混框架結(jié)構(gòu)，看臺挑蓬為張拉式膜結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在是3頁\一共有23頁\編輯于星期五體育場看臺挑篷由34個連在一起的形狀漸變的單桅桿傘形膜結(jié)構(gòu)單元組成。挑篷水平投影呈橢圓形，外圍輪廓尺寸237×209m，內(nèi)環(huán)尺寸205×143m，覆蓋面積約25000m2。現(xiàn)在是4頁\一共有23頁\編輯于星期五挑篷整體呈馬鞍形分布，東西（橢圓短軸方向）兩端高，南北（橢圓長軸方向）兩端低。最高處桅桿頂標(biāo)高40m，最低處桅桿頂標(biāo)高23m?，F(xiàn)在是5頁\一共有23頁\編輯于星期五最大膜單元位于東西兩端，懸挑長度約30m；最小膜單元位于南北兩端，懸挑長度約17m。

現(xiàn)在是6頁\一共有23頁\編輯于星期五膜單元由桅桿、脊索、谷索、邊索和薄膜等構(gòu)件組成?，F(xiàn)在是7頁\一共有23頁\編輯于星期五

中央內(nèi)環(huán)是由橢圓柱面和鞍形曲面相交形成的空間曲線，從受力上看屬浮動拉環(huán)，它是連接各膜單元協(xié)同工作的重要構(gòu)件，直接關(guān)系到整個全張拉體系的成形?，F(xiàn)在是8頁\一共有23頁\編輯于星期五★兩項主要技術(shù)措施：將中央內(nèi)環(huán)設(shè)計為圓鋼管勁性拉環(huán)

按照國外一些已建成結(jié)構(gòu)的做法，中央內(nèi)環(huán)多采用柔性拉索體系。但是考慮到國內(nèi)在索結(jié)構(gòu)方面的施工經(jīng)驗遠(yuǎn)不如鋼結(jié)構(gòu)豐富，且采用鋼結(jié)構(gòu)將為燈光、音響、馬道等附屬設(shè)備在內(nèi)環(huán)上的安裝帶來方便。所以本設(shè)計采用大直徑圓鋼管作為中央內(nèi)環(huán)。盡管圓鋼管的剛度要比索大得多，但對于如此大的尺度而言（總長550m），內(nèi)環(huán)仍然是相當(dāng)柔性的，因此稱之為“勁性拉環(huán)”。

現(xiàn)在是9頁\一共有23頁\編輯于星期五增加了一套完全獨立于膜單元的拉索體系

在每個桅桿的頂端還設(shè)有三根拉索，其中兩根與看臺相連，一根與中央內(nèi)環(huán)相連；另外設(shè)環(huán)向拉索將34根桅桿的頂點連成一體。

現(xiàn)在是10頁\一共有23頁\編輯于星期五2.風(fēng)洞試驗鑒于該挑篷結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜，且威海又是沿海強風(fēng)多發(fā)地區(qū)，故在設(shè)計前對其可能遭受的風(fēng)荷載進(jìn)行系統(tǒng)的風(fēng)洞模擬實驗，是十分必要的。試驗在某大氣邊界層風(fēng)洞中進(jìn)行。模型幾何縮尺為1:200?，F(xiàn)在是11頁\一共有23頁\編輯于星期五考慮到看臺挑篷為開敞式，其上下表面均受到風(fēng)荷載的作用，所以在模型上下表面均布置了測壓點。選取15m/s、20m/s、25m/s三種實驗風(fēng)速，模擬B類地貌，近地湍流度>10%。試驗中，模型固定在試驗段底板的轉(zhuǎn)盤上，每隔15°測一次，根據(jù)模型對稱性，可得到0~90°范圍內(nèi)7個風(fēng)向下的模型上下表面風(fēng)壓值。各測點的無量綱風(fēng)壓分布系數(shù)為：

現(xiàn)在是12頁\一共有23頁\編輯于星期五0°風(fēng)向

30°風(fēng)向

60°風(fēng)向

90°風(fēng)向

現(xiàn)在是13頁\一共有23頁\編輯于星期五3.結(jié)構(gòu)計算應(yīng)用非線性有限元程序?qū)υ撎襞衲そY(jié)構(gòu)的初始形態(tài)和不同荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行分析，得到結(jié)構(gòu)在不同工況下的位移、內(nèi)力和支座反力。計算結(jié)果表明，風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制荷載；絕大多數(shù)構(gòu)件在0°風(fēng)向（橢圓短軸方向）下的內(nèi)力最大。中央內(nèi)環(huán)的最大位移10cm，膜最大位移60cm。以上結(jié)果是在對多種不同的索膜分布形式和初始預(yù)張力設(shè)定值進(jìn)行反復(fù)試算后的優(yōu)化方案結(jié)果。

現(xiàn)在是14頁\一共有23頁\編輯于星期五通過內(nèi)力組合找出最不利內(nèi)力情況，確定主要構(gòu)件尺寸為：桅桿規(guī)格為Φ560×12mm，內(nèi)環(huán)鋼管規(guī)格為Φ950×20mm，上下拉索規(guī)格為Φ44mm。膜材選用聚酯織物表面涂覆PVC外加PVDF面層?，F(xiàn)在是15頁\一共有23頁\編輯于星期五4.節(jié)點設(shè)計柱腳節(jié)點現(xiàn)在是16頁\一共有23頁\編輯于星期五內(nèi)環(huán)連接節(jié)點現(xiàn)在是17頁\一共有23頁\編輯于星期五膜頂部節(jié)點現(xiàn)在是18頁\一共有23頁\編輯于星期五混凝土梁端部連接節(jié)點現(xiàn)在是19頁\一共有23頁\編輯于星期五5.施工安裝本工程施工的主要難點在于：①中央內(nèi)環(huán)的現(xiàn)場成形和吊裝就位；②由于拉索的預(yù)張力與中央內(nèi)環(huán)的形狀是相互影響的，因此在施工中必須對內(nèi)環(huán)與前后拉索的初始預(yù)張力進(jìn)行監(jiān)控，以保證整個結(jié)構(gòu)體系按要求成形。針對上述問題，制定具體施工方案如下…現(xiàn)在是20頁\一共有23頁\編輯于星期五（1）中央內(nèi)環(huán)的地面組對拼裝

內(nèi)環(huán)在工廠預(yù)制后，分段運至施工現(xiàn)場，在設(shè)計的提升點依設(shè)計線形搭設(shè)拼裝胎架，對內(nèi)環(huán)鋼管組對拼裝焊接成形。（2）桅桿安裝

在地面進(jìn)行桅桿鋼管的組對拼裝和桅桿頂端的索頭連接，然后對桅桿進(jìn)行單點提升，將桅桿底端與支座銷接；將后拉索牽拉至看臺混凝土斜梁的錨固點上，與固定耳板進(jìn)行銷接固定；前索用纜風(fēng)繩固定，并將桅桿間的環(huán)向拉索銷接，以保證桅桿的穩(wěn)定性。

現(xiàn)在是21頁\一共有23頁\編輯于星期五（3）內(nèi)環(huán)的垂直整體提升、就位

首先在場地內(nèi)沿內(nèi)環(huán)搭設(shè)了18個近30m高的獨立塔架提升平臺，然后將18臺牽引力為600kN的YC60型連續(xù)提升千斤頂分別安放在提升平臺架頂部，利用垂直吊索對內(nèi)環(huán)進(jìn)行同步垂直牽引提升。在提升至設(shè)計安裝高度以上約200m