全装配穿索式脊杆索穹顶结构极限承载性能研究

作     者：张爱林 上官广浩 张艳霞 邹明 王杰 ZHANG Ailin;SHANGGUAN Guanghao;ZHANG Yanxia;ZOU Ming;WANG Jie

作者机构：北京工业大学北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术中心北京100124 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(52130809) 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2025年第46卷第1期

页      码：1-18页

摘      要：为解决索穹顶结构存在的脊索易松弛失效、结构刚度及承载力较低、支撑环梁存在大量现场焊接等问题,面向工业化智能建造,研发全装配穿索式脊杆索穹顶结构体系,该体系由穿索式脊杆索穹顶及模块化装配环桁架两部分构成,基于节点平衡法提出结构预应力分布计算方法,对结构预应力分布进行分析。为验证结构极限承载性能,设计并制作缩尺1∶10、跨度10 m、矢跨比1/10的试验模型,对模型结构开展静力极限承载性能试验及数值模拟,研究全装配穿索式脊杆索穹顶结构在不同竖向荷载作用下的受力性能,获取结构破坏模式、受力机理、内力及位移变化规律及关键节点应变变化规律。研究结果表明:基于节点平衡法的结构预应力分布计算方法能够用于结构设计;全装配穿索式脊杆索穹顶结构具有较大的刚度、承载力、良好的稳定性及抵抗不均匀荷载能力,其正常使用极限状态对应承载力为设计荷载基本组合的2.2倍,其极限承载力安全系数为5.0;穿索式脊杆传力路径明确,受拉时仅脊索发挥作用,受压时脊杆发挥作用,脊杆屈曲破坏前,能够有效限制脊索松弛在12%左右;全装配穿索式脊杆索穹顶结构体系能够满足刚性屋面铺设需求,适用于大跨度及超大跨度空间结构建筑现场无焊接全装配建造。

主 题 词：全装配穿索式脊杆索穹顶 预应力分布 模型试验 机理分析 极限承载性能 

学科分类：08[工学] 081402[081402] 081304[081304] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.14006/j.jzjgxb.2023.0804

馆 藏 号：203156552...