基于蒙特卡洛法的单层轮辐式索网结构制作安装误差影响分析

作     者：吴金志 张祥 邵玉荣 孙国军 

作者机构：北京工业大学建筑工程学院 

出 版 物：《建筑结构》 (Building Structure)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51278009) 

主　　题：轮辐式索网结构 制作误差 安装误差 误差影响 灵敏度分析 蒙特卡罗法 

摘      要：单层轮辐式索网结构自重轻盈、造型优美，应用前景广泛，但发展时期不长，其结构设计理论体系仍有待完善。为了提高对单层轮辐式索网结构误差影响的认识，分析了制作安装误差因素对索网性能的影响。首先介绍了单层轮辐式索网的结构形式和采用拉丁超立方抽样的蒙特卡洛法。然后选取苏州工业园区体育场单层轮辐式索网屋盖，通过数值模拟的方法分析拉索长度、截面刚度和耳板安装偏差三种制作安装误差对该结构拉索索力、环索控制节点位形和环梁应力等性能指标的影响程度，分析性能指标偏差关于不同制作安装误差的敏感性。最后研究了制作安装误差在不同预应力水平下对索网结构预应力态性能指标的影响。研究结果表明，施工控制过程中需要重点监控环向索索力，对环向索长度误差的控制应比径向索更严格，最外侧下部的环索的弹性模量误差对结构性能指标影响也较为明显，适当提高结构的预应力水平可降低制作安装误差影响。