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建筑结构 2021年第3期51卷 40-46页

作者：董越徐杉孙海林陆颖孙庆堂中国建筑设计研究院北京100044

以中铁青岛世界博览城十字展廊工程为背景,对高矢跨比索拱结构的力学性能进行了研究,发现索拱结构可有效改善高矢跨比纯拱结构的力学性能,尤其是风荷载作用下水平向抗侧刚度得以显著的提高。采用三角形刚性撑杆的索拱结构力学性能改善... 详细信息

以中铁青岛世界博览城十字展廊工程为背景,对高矢跨比索拱结构的力学性能进行了研究,发现索拱结构可有效改善高矢跨比纯拱结构的力学性能,尤其是风荷载作用下水平向抗侧刚度得以显著的提高。采用三角形刚性撑杆的索拱结构力学性能改善最为显著,但张拉构造措施较为复杂,且必然存在一定的预应力损失,于是提出了采用三角形柔性撑杆的弦撑式索拱结构,并进一步探讨了影响此结构形式力学性能的多个关键因素。通过对索桁架顶部结构高度取值研究,发现该值在一定区间变化时,其中起控制作用的性能目标并无显著影响。通过对上弦梁分格数量和尺寸研究,发现随着网格数量不断增加,上弦梁构件应力比逐渐降低。当上弦梁拱脚根部以上区域分格数量超过8时,构件应力比趋于稳定。对拱脚支座水平刚度进行研究,结果表明高矢跨比索拱结构对其边界水平向刚度的要求较低,支座刚度对索拱结构力学性能的影响,实际工程中多数情况下可以忽略。通过对支座是否允许滑动和不同的滑动时机分析,发现索拱结构支座允许滑动,将导致外部荷载作用下支座滑移幅度过大,支座节点难以处理。下弦索可施加的索力有限,无法满足腹索索力始终不松弛的性能目标。最后建议索拱结构两侧均采用不可滑动的铰接支座,并对下部支撑结构进行必要的施工阶段承载力验算,从而保证索拱结构的安全。

关键词：索拱结构高矢跨比柔性撑杆拱脚支座水平向抗侧刚度

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中铁青岛世界博览城展廊屋盖索拱结构设计

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建筑结构 2022年第1期52卷 12-16页

作者：董越霍文营孙海林中国建筑设计研究院有限公司北京100044

中铁青岛世界博览城展廊平面呈十字形布置,东西向长507m,南北向长287m,最高点标高为35m。主次方向展廊屋盖矢跨比均为1∶1.6,属高矢跨比拱形。对此屋盖结构进行了方案比选,主要对比了纯拱结构、拱桁架和索拱结构体系。综合考虑建造成本... 详细信息

中铁青岛世界博览城展廊平面呈十字形布置,东西向长507m,南北向长287m,最高点标高为35m。主次方向展廊屋盖矢跨比均为1∶1.6,属高矢跨比拱形。对此屋盖结构进行了方案比选,主要对比了纯拱结构、拱桁架和索拱结构体系。综合考虑建造成本和建筑效果等多种因素后,本工程屋盖方案最终采用索拱结构体系。区别于传统采用三角形刚性撑杆的索拱结构,本项目创新性地提出了柔性撑杆的弦撑式索拱结构。分析了结构的静力性能和稳定性,得到了结构在设计荷载组合下的应力和位移。分析结果表明,构件承载力满足规范要求,且钢索索力在风荷载工况下未松弛;在考虑几何非线性情况下,结构的整体稳定性可满足规范要求。

关键词：中铁青岛世界博览城索拱结构纯拱结构拱桁架高矢跨比柔性撑杆

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