目前社 會發(fā)展 中，國 內(nèi)外對于 中小跨度 的弦 支穹頂結(jié)構(gòu) 都提出 了系

??統(tǒng)全 面的優(yōu) 化與認 識，并且在 工作 中對 于工程 的承載 力和支 撐點 要求都

??提 出了新模 式和新 管理工具方 式 ，且在工作 的過程 中對于其 中存 在施工

??質(zhì)量 問題和 技術(shù) 缺 陷都得 到 了一 定 的優(yōu) 化與 處置 。在 目前 的施 工項 目

??中 ，鑄鋼節(jié) 點作為一種 新的階段 模式 ，成為 空間結(jié)構(gòu) 中的核心 模式 ，是 以

??鑄鋼 節(jié)點 中所特 有的索 夾節(jié) 點、支 座 點三個 部分 構(gòu)成 的 ，但是 就 目前 的

??工作 中 ，人 們對 于大跨度 的弦支 穹頂 結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)應(yīng) 用較 少 ，特別 是施 工技

??術(shù)的研 究仍然是一 片空 白，因此對 其進行優(yōu)化 與總結(jié)十 分必要 。

??一

??、 弦支 穹頂結(jié)構(gòu)概述

??1、弦支 穹頂結(jié)構(gòu)產(chǎn) 生背景

??建筑與人 們生活與社會 發(fā)展緊密相 連，古人主 要是采用建筑 物來抵

??御各種 自然 災(zāi)害 的侵襲 和外地 的入 侵 ，而今 天的 建筑 物 ，則是 以人類 的

??舒適 、依 據(jù)作 為主要 的追求重 點，也是 在工作 中 以新穎 、個性 的工作 理念

??作為主要的工作基礎(chǔ)?；诖?，我們在生活中對于建筑結(jié)構(gòu)的空間追求

??提出 了新要求 ，并促進 了相關(guān) 的工作人 員在工 作與研 究中對 于各種 新穎

??別 致 、復(fù)雜健 全 空間 的研 究 ，也為 大跨度 建筑 空 間和 結(jié)構(gòu) 的產(chǎn) 生帶來 了

??必然 的基礎(chǔ) 依據(jù) 。

??近 年來 ，建筑行業(yè) 隨著社會 生產(chǎn)技 術(shù) 的提高而 呈現(xiàn) 出蓬勃 之勢 ，其

??發(fā) 展前 景和 發(fā)展動 力也 得到 了 良好 有效 的完 善 。但是 在這 種社 會基 礎(chǔ)

??上 ，人們 對于 公共 活動空 間 的需 求量 也提 出了明確 的規(guī) 范和 標(biāo)準(zhǔn) ，以體

??育館 、展 覽廳 、歌劇 院和 工業(yè) 廠房 為基礎(chǔ) 的大 型建 筑 結(jié)構(gòu)空 間要 求越 來

??越 多 ，這 位人 們生 活提供 一個 良好發(fā) 展基 礎(chǔ) 的同 時，也給建 筑施 工跨 度

??的增加和剛度的上升提供了相關(guān)的理論依據(jù)，這也要求我們在建設(shè)施工

??中對 于各種屋頂 結(jié)構(gòu)理論 的研 究與總 結(jié)。

??2、弦支穹頂 結(jié)構(gòu)概述

??為 了解 決上述 的種種建筑結(jié)構(gòu) 問題 ，在 目前的社會發(fā)展 中人們充 分

??的認 識 了以穹頂結(jié) 構(gòu)為基礎(chǔ) 的建筑 施工技 術(shù)的優(yōu)越性 ，也 為其發(fā) 展與 完

??善提供了必然的基礎(chǔ)依據(jù)。在目前的弦支穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其主要是將

??索 穹頂 中含 有的一 些概念 以及單層 網(wǎng)殼要 求系統(tǒng) 的融為一 體 ，從 而形 成

??了一種 合理 、科學(xué)有 不失新 意的建筑 結(jié)構(gòu)模 式 。弦支 穹頂 結(jié)構(gòu) 的應(yīng)用對

??于發(fā)揮 建筑 結(jié)構(gòu)項層優(yōu) 勢有著 十分有 效的作 用，同時對于 實現(xiàn)更 加有效

??和經(jīng)濟 的大跨度新 型建筑結(jié)構(gòu) 體系的完 善提 供 了前所未 有 的工作 基礎(chǔ) 。

??二、實際工程應(yīng)用

??1．工程概 述

??某工程在 施工 中是采 用混凝土結(jié) 構(gòu)為主要 的施 工方式和措 施，在 目

??前的施 工之 中其結(jié) 構(gòu)要求逐 步完善 ，在 施工 中控制手 段和要 求都 是通過

??目前 的科學(xué)技 術(shù)方法進行 管理 。在施工 中通 過上部 的屋蓋 處理方

??式，下部是通過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方式進行完整施工。上部結(jié)構(gòu)是 目前建

??筑 工程 施工 的重要手段 和方式 。在工程 施工和 結(jié)構(gòu)設(shè)計 中 ，屋蓋采 用新

??型弦支 穹項結(jié) 構(gòu)是 目前 主要 的鋼結(jié)構(gòu) 方式 ，通 過在 目前的控 制 中結(jié)構(gòu) 方

??式的管理措 施和模式 。由上 部的剛性 空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在 處理 的施工 中其完

??整的處 理模式 中能夠形 成雜交 結(jié)構(gòu)體系 ，是通過 在屋蓋 中采用 雙層 的 網(wǎng)

??殼結(jié) 構(gòu)進行 控制 ，其在 外形 的處理 之 中一般 都是 通過橢 圓形屋 面 ，在 應(yīng)

??用 中水平 投影 也是橢 圓形狀和模 式的 。在 控制 的應(yīng)用之 中，其 在處理 中

??長 軸方 向總長 165m ，短軸 方 向總長 145m ，在投 影的 時候 面積 控制約 為

??18800m 2。在 目前的 網(wǎng)殼處 理之中 ，形成 的管理模式 ，使得在 網(wǎng)格 點的控

??制 中能夠 結(jié)合鋼 結(jié)構(gòu)材料分 析 ，由于鑄鋼材 料在應(yīng)用 的時候 具有 較好 的

??剛度 和完 整性 ，因此 在計算 中材 料控 制要 求較 多，使 得其 能夠 形成 一套

??統(tǒng)一 的體系 。

??2、計算模型

??根 據(jù)鑄 鋼索夾 節(jié) 點實 際尺寸 ，建立 節(jié) 點空 間三 維模型 作為 計算 模

??型 。在建模過 程中 ，雖然環(huán) 向索索力較大 ，但索力方 向跟鑄鋼索 夾節(jié)點夾

??角較 小，因此 不予考 慮；另外 鑄鋼節(jié) 點下半部 分對節(jié) 點受力影 響較 小，因

??此建模時也不予考慮；鑄鋼節(jié)點各邊、各相交部位的倒角圓角及耳板 問

??加勁板 建模 時忽略 。這樣簡化 既可保 證計算精 度又可減 小計算 工作 量 。

??鑄鋼索夾節(jié)點計算模型，與所分析鑄鋼索夾節(jié)點相連的桿件截面、長度、

??鋼號及荷載情況。節(jié)點在目前的應(yīng)用中通過擦用l0個節(jié)點作為主要的實

??體單元控制手段 ，并且針對當(dāng)前3個 自由度進行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)其完整的

??體系要 求和措 施 。在 當(dāng)前 的建 筑工程 管理和施 工設(shè)計 中，對各 種節(jié) 點在

??控制 中要采 用 自由網(wǎng)絡(luò)劃分 ，按 照實 際要求 來分 配節(jié) 點尺 寸 ，確 保在 設(shè)

??計 中實 體單元能夠 及時的滿足 目前的社會發(fā) 展要求 。根據(jù)最不利 荷載作

??用狀態(tài) 下受 力情 況撐桿 內(nèi)力和 拉索 拉力 ，將 荷載 分解 為、Y 、三個 分力 直

??接施加 到模 型節(jié)點上 。在鑄鋼 節(jié)點承 受撐 桿壓 力處 ，通 過有 限元節(jié) 點施

??加豎直 向下 的荷 載 ；拉索荷載施 加在耳 板銷拴 孔受力 方向半柱 面 內(nèi)的各

??節(jié)點上 。

??(1)在 最不利荷 載下按彈 性計算 分析結(jié)果 顯示 ，節(jié)點絕大 部分 區(qū)域 應(yīng)

??力遠小于材 料的屈服 強度 ，處在彈 性階段 。節(jié) 點應(yīng)力 為582．1M pa，位

??于拉索耳板與鑄鋼節(jié)點主體交匯處，且應(yīng)力分布非常不均勻。屈服區(qū)域

??僅出現(xiàn)在少數(shù)部位，因此即使出現(xiàn)超過屈服點的極限狀態(tài)，也可以期待

??鋼 材的塑性 使屈服應(yīng)力趨 于平緩 ，避 免強度 的破 壞。

??(2)考 慮材 料非 線性 的影 響，在最 不利荷 載下進 行彈 塑性 分析 ，結(jié) 果

??顯 示 ，節(jié) 點的應(yīng) 力峰值 約為355．1M Pa，表明在 節(jié)點局部進 入塑 性后，應(yīng) 力

??進行 了重分布 ，應(yīng)力趨 于平 緩 ，上述 結(jié)論得到驗證 。

??(3)在 實際采用 的鑄鋼索 夾節(jié)點在 澆鑄過程 中 ，拉 索耳板與 鑄鋼節(jié) 點

??主體交匯處做 成倒角 ，連接部位較平 緩，不會產(chǎn) 生過大的應(yīng) 力集 中。

??3、計算結(jié)果分 析

??綜上 彈性和彈 塑性計算分析 ，鑄 鋼索夾節(jié) 點在最不利荷載 條件下僅

??有 極少數(shù) 單元應(yīng) 力超過材 料屈服強 度 ，一方 面是屬 于局部應(yīng) 力集 中 ，另

??～

??方 面是 由荷 載施 加方式(直 接施加 到節(jié)點上)造 成 的。節(jié)點局 部進入塑

??性后 ，應(yīng) 力將會 進行 重分布 ，另 外在 鑄造 過程 中會采 取相 應(yīng)措 施減 緩應(yīng)

??力集中，因此鑄鋼節(jié)點部分具有足夠的安全儲備。

??三 、結(jié)語

??建筑工程 節(jié)點設(shè)計 中，新型鋼索夾 節(jié)點 的應(yīng)用在 目前工程項 目中是

??最具有 獨特風(fēng)格 的。在竣 工之后 ，全 部預(yù) 應(yīng)力張拉 ，成形后拉索 索力和結(jié)

??構(gòu)變形 測試結(jié)果與 理論分析較 為吻合 。弦支穹頂作 為一種新型 的空間結(jié)

??構(gòu)體 系 ，在 我 國的應(yīng)用 正在 鋪開 ，擬采 用 弦支 穹頂結(jié) 構(gòu) 的有眾 多 的大 跨

??度建筑 結(jié)構(gòu)和體育館 。鑄 鋼索夾節(jié) 點首次在大跨弦 支穹頂結(jié)構(gòu)體 系中得

??到 了創(chuàng)新應(yīng) 用 ，并取得 了成 功 ，為類似 新型 空 間結(jié)構(gòu) 的研 究與應(yīng) 用提 供

??了有益 的參考