目前国内外对采用上层网格及外压环平衡径向索索力的索承网格结构的力学性能及施工方法有了比较系统的研究,且在大型体育场馆、会展中心中得到了广泛的应用。但中置压环索承网格结构的力学性能目前尚缺少系统的理论研究,施工阶段分析及施工方法的研究目前尚没有先例。本书以上海浦东足球场项目为背景,对中置压环索承网格结构进行全面的力学性能和施工全过程仿真分析,主要研究工作包括:
(1)根据中置压环索承网格结构的受力特点、基本施工思路及施工成型目标,提出一种基于全结构施工过程的整体自平衡预应力找力分析方法。
(2)对中置压环索承网格结构进行静力分析,研究预应力水平对结构力学性能的影响,研究正常使用极限状态和承载力极限状态下的结构性能。
(3)进行结构动力性能分析,对比钢结构+看台整体模型和钢结构单体模型的动力特性,分析下部看台结构对上部屋盖结构的地震放大效应。
(4)进行结构整体稳定分析,包括特征值屈曲分析和材料+几何非线性整体稳定分析,保证结构的整体稳定性能。
(5)对径向索与环索等关键节点进行设计和计算分析;开展索夹抗滑移性能试验研究,确定高强螺栓紧固力平均衰减量、索夹极限抗滑移承载力及其综合摩擦系数。
(6)进行索网施工精细化分析,基于NDFEM找形分析法和各提升工况下的控制目标,提出环索提升分析方法;确定合理的径向索张拉方案,保证张拉过程中结构的稳定性,为实际施工提供理论依据。
(7)阐述施工误差影响分析的基本方法及理论并进行施工误差影响分析,主要包括独立误差影响分析和耦合误差影响分析,确定结构制索和外围钢结构安装的合理精度要求。