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浅析某膜结构看台工程应用计算机模拟施工的意义

  据悉,某体育场看台和屋顶结构呈莲花瓣状,其屋面结构为一种源自车轮轮辐概念的全张拉式膜结构,该膜结构看台由周边上下受压环和一系列的径向谷索、脊索以及内部受拉环索组合而成,而谷索和脊索之间通过细小的悬挂索和PVC薄膜连接,因此,由外压环、内拉环和不同索、膜组成了一个承受自重和风荷载的稳定结构体系,该屋面结构通过40条预应力钢筋混凝土立柱与下部结构相连,其中上压环轴线直径为31lm,下压环轴线直径为276.15m,上下压环之间高差为20m,该工程施工过程计算机模拟的目的与意义为:

  对于整体张拉式索膜结构,其施工阶段的关键在于各个张拉施工阶段的位移控制和内力控制,对整个张拉索膜结构看台的施工过程进行的跟踪模拟计算能够对施工过程中每步的施工状态进行校核,将该施工阶段的误差尽可能的控制于允许的范围内,规避将较大的偏差带入下一施工工序,从而造成终端累积偏差过大而导致张拉成型结构的内力和位置与原设计不吻合,因此,施工全过程的计算机模拟具有以下目的与意义∶

  (1)在各个张拉阶段计算相应的索的内力值以及设计控制点的位置,需要时还可以结合施工现场的实测参数(包括支承条件的变化和钢、索、膜的设计参数等)对整体计算模型进行调整和重新计算,为施工监测提供理论依据。

  (2)为张拉施工机具的选择提供理论依据。

  (3)根据计算结果,对施工单位的施工计算进行校核(包括压环内力、索力、膜的经纬向应力、控制点位置等)。

  (4)配合现场监测单位的实测参数加以校核,使得膜结构看台实测的参数和计算出的参数偏差符合初始设计的要求。