中置压环索承网格结构设计分析与应用（2024） 徐晓明.pdf

前言
近年来，我国大跨空间结构的形式不断创新，科研成果和工程应用不断涌现。

索承 网格结构是基于轮辐式张拉体系原理衍生面来的刚柔相济的空间结构，按照索承网格结 构径向索的水平拉力平衡方式，可以将其分为三种：①由上层网格平衡径向索索力：②由 外压环平衡径向索索力：③由中置压环平衡径向索索力：前两种结构形式在国内外工程 中已有广泛实践经验。

创新的中置压环索承网格结构体系，在矩形屋盖的内外边界线之间设置一个与内拉 环儿何相似的椭圆形中置压环，由中置压环平衡径向索索力，通过合理找形，完成态下 压环弯矩所产生的应力仅为轴力产生总应力的万分之一，主要受力构件径向索、内环索、 中置压环均为轴心受力，结构效率大为提升。

创新结构体系巧妙地适应了矩形建筑轮廓， 改善了结构性能，为索承网格结构增添了活力，扩大了索承网格结构的应用范围。

中置压环索承网格结构体系在上海浦东足球场（现名上汽浦东足球场）工程中得到 成功应用。

上海浦东足球场位于上海市浦东新区，是集竞技、健身、商业、娱乐为一体 的多功能、生态型体育中心，其总建筑面积约14万㎡²，固定座席约3.4万个。

该项目己 于2020年9月投人使用，是国内首个满足国际足联A级比赛要求的专业足球场，是中国 足球文化的新地标，是上海助力我国建设体育强国的重要举措。

上海浦东足球场目前是 上海海港俱乐部的主场，并于2020年10月成功举办英雄联盟全球总决赛。

本书介绍了索承网格结构的发展、分类和研究现状，并以上海浦东足球场项目为工 程背景，对中置压环索承网格结构找力、静动力性能、整体稳定、关键节点、施工精细 化模拟、误差影响等进行了系统分析。

参与项目研究和本书编写工作的人员有上海建筑设计研究院有限公司史炜洲、高峰、 张士昌、叶伟、侯双军、潘饮、倪萍、万瑜和东南大学罗斌、阮杨捷，刘海覆、张是权等。

上海浦东足球场项目的方案设计由德国hpp公司和sbp公司完成，书中屋盖关节轴承、球
2中置压环索承网格结构设计分析与应用
较支座节点试验研究由同济大学赵宪忠教授团队完成，环索索夹极限承载力试验研究由 同济大学童乐为教授团队完成，风洞试验和风振响应分析由华建科技崔家春团队、汕头 大学王钦华团队合作完成。

对以上团队和专家的贡献，特此表示衷心的感谢！

中置压环索承网格结构首次投入工程应用，尚有不少问题在深人研究阶段，由于作 者认识上的局限性，本书疏漏和不当之处在所难免，悬请广大同行不吝赐教。

徐晓明 2024年6月
目录
第1章绪论 1.1索承网格结构的分类及工程实例 1.1.1由上层网格平街径向索索力 1.1.2由外压环平衡径向索索力. 1.1.3由中置压环平街径向索索力 1.2研究现状 1.2.1形态分析研究 1.2.2力学性能分析研究 1.2.3施工方法和成型技术研究10 1.3主要研究内容12 1.4研究意义13
第2章工程概况与分析模型14 2.1工程概况.14 2.1.1设计思路15 2.1.2结构特点17 2.1.3材料及规格 2.2有限元分析原理22 2.2.1索单元的模拟22 2.2.2预应力的模拟 2.2.3非线性分析方法23 2.3有限元模型.24 2.3.1单元类型25 2.3.2材料力学参数
2中置压环索承网格结构设计分析与应用
2.3.3荷载条件28 2.3.4边界条件29
第3章结构找力分析.31 3.1大跨空间结构不同状态I.... 3.2成型态影响因素...32 3.2.1零状态位形. 3.2.2施工过程分析..33 3.2.3预应力 3.3基于全结构施工过程的整体自平衡找力分析方法 3.3.1分析目的.34 3.3.2分析方法 3.3.3关键技术措施 3.3.4分析方法优点..38 3.4中置压环索承网格结构找力分析..38 3.4.1总体施工流程..39 3.4.2分析准备.42 3.4.3基于全结构施工过程的我力分析
第4章结构静动力分析及稳定性分析60 4.1静力分析 4.1.1荷载条件 4.1.2主要荷载组合工况62 4.1.3结构静力分析结果63 4.2动力分析 4.2.1结构振型.78 4.2.2下部看台结构对上部屋盖结构的地震放大效应 4.2.3钢屋盖单体模型抗震计算81 4.3稳定性分析.82
第5章节点设计及试验分析85 5.1节点设计85
日录3
5.1.1径向索与径向梁节点.. 85 5.1.2径向索与环索索央节点89 5.1.3环索接头节点 5.1.4压环及V柱相关节点....95 5.2索夹抗滑移承载力试验97 5.2.1试验研究对象 5.2.2试验系统.99 5.2.3试验方法及步骤100 5.2.4试验研究结果.102
第6章结构施工精细化分析及误差分析107 6.1索网施工找形分析方法107 6.1.1基本...

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