大跨索膜結(jié)構(gòu)非線性分析與施工方法

王志立等：大跨索膜結(jié)構(gòu)非線性分析與施工方法

大跨索膜結(jié)構(gòu)非線性分析與施工方法

王志立

（大慶石化工程有限公司施工管理部。 黑龍江大慶１６３７１４）

【摘要】 鑒于目前對(duì)足尺的索膜結(jié)構(gòu)開展試驗(yàn)和理論分析的較少，本文結(jié)合具體工程對(duì)３０ｍ跨的足尺索

膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析，基于三點(diǎn)假定建立了索膜結(jié)構(gòu)的有限元模型，通過施加溫度荷載的方式實(shí)現(xiàn)索膜找形，

在找形基礎(chǔ)上進(jìn)行自平衡非線性求解，得到變形和應(yīng)力的分布規(guī)律，最后給出節(jié)點(diǎn)和支撐構(gòu)件的施工方法，本文

的研究既能為完善空間結(jié)構(gòu)提供理論支撐，同時(shí)又可為類似工程設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】 索膜結(jié)構(gòu)；索膜找形；自平衡；施工方法

【中圖分類號(hào)】ＴＵ３９３．３ 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 Ｂ 【文章編號(hào)】 １００１—６８６４（２０１３）０４—００８５—０３

大慶龍鳳濕地是市重點(diǎn)投資建設(shè)的旅游場(chǎng)所，為

游客設(shè)置了一些臨時(shí)休息處。眾所周知，濕地土質(zhì)較

軟，若其采用較重的混凝土結(jié)構(gòu)，需要建造較好的基

礎(chǔ)，造成不必要的浪費(fèi)。而采用空間結(jié)構(gòu)外形美觀大

方，自重輕，且與周圍的環(huán)境融為一體，經(jīng)市政府建設(shè)

部門商榷最終決定采用大跨索膜結(jié)構(gòu)。根據(jù)場(chǎng)所條

件其跨度取為３０ｍ，建完的索膜結(jié)構(gòu)如圖１所示。兩

個(gè)索膜結(jié)構(gòu)交錯(cuò)在一起，無疑為濕地增添了許多色彩。

索膜結(jié)構(gòu)在懸索結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型

結(jié)構(gòu)，也稱為張拉式膜結(jié)構(gòu) 。膜結(jié)構(gòu)具有實(shí)現(xiàn)曲面

的多樣性，而且自重輕，可實(shí)現(xiàn)的跨度大，同時(shí)透光性 可承擔(dān)荷載，而且具有圍護(hù)功能。到目前為止，哈爾

好，預(yù)應(yīng)力筋做邊緣構(gòu)件，增強(qiáng)了膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，二 濱工業(yè)大學(xué)沈世釗院士和武岳教授先后對(duì)小尺寸索

圖１索膜結(jié)構(gòu)整體外形

者的結(jié)合充分發(fā)揮了兩種材料的優(yōu)點(diǎn)。膜材料不但

１２０

至８０

掰

Ｚ

Ｚ

樞加

Ｏ

Ｏ ｌ０ ２０ ３Ｏ ４０

３

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３

樞

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根

０ １０ ２０ ３０

撓度／ｎ

（ｃ）

撓度／ｍｍ

【ｄ） （ｅ】

撓度／ｒａｍ

圖６棚同配筋率預(yù)應(yīng)力ＦＲＰ筋混凝土梁荷載一撓度曲線

［２】Ｐａｔｒｉｃｋ Ｘ Ｗ Ｚｏｕ．Ｆｈｘｕｒａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｆｉｂｅｒ ｒｅ．

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—

６４．

［收稿日期］２０１２—１２—１８

［作者簡(jiǎn)介】唐名立（１９８７一），男，福建三明人，碩士研究生，

研究方向：預(yù)應(yīng)力混凝土。

【５］ 孟履祥．纖維塑料筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁受彎性能研究［Ｄ］．

北京：中國(guó)建筑科學(xué)研究院，２０００．