大跨索膜结构非线性分析与施工方法

王志立等：大跨索膜结构非线性分析与施工方法

大跨索膜结构非线性分析与施工方法

王志立

（大庆石化工程有限公司施工管理部。 黑龙江大庆１６３７１４）

【摘要】 鉴于目前对足尺的索膜结构开展试验和理论分析的较少，本文结合具体工程对３０ｍ跨的足尺索

膜结构进行了仿真分析，基于三点假定建立了索膜结构的有限元模型，通过施加温度荷载的方式实现索膜找形，

在找形基础上进行自平衡非线性求解，得到变形和应力的分布规律，最后给出节点和支撑构件的施工方法，本文

的研究既能为完善空间结构提供理论支撑，同时又可为类似工程设计和施工提供借鉴。

【关键词】 索膜结构；索膜找形；自平衡；施工方法

【中图分类号】ＴＵ３９３．３ 【文献标识码】 Ｂ 【文章编号】 １００１—６８６４（２０１３）０４—００８５—０３

大庆龙凤湿地是市重点投资建设的旅游场所，为

游客设置了一些临时休息处。众所周知，湿地土质较

软，若其采用较重的混凝土结构，需要建造较好的基

础，造成不必要的浪费。而采用空间结构外形美观大

方，自重轻，且与周围的环境融为一体，经市政府建设

部门商榷最终决定采用大跨索膜结构。根据场所条

件其跨度取为３０ｍ，建完的索膜结构如图１所示。两

个索膜结构交错在一起，无疑为湿地增添了许多色彩。

索膜结构在悬索结构的基础上发展起来的新型

结构，也称为张拉式膜结构 。膜结构具有实现曲面

的多样性，而且自重轻，可实现的跨度大，同时透光性 可承担荷载，而且具有围护功能。到目前为止，哈尔

好，预应力筋做边缘构件，增强了膜结构的稳定性，二 滨工业大学沈世钊院士和武岳教授先后对小尺寸索

图１索膜结构整体外形

者的结合充分发挥了两种材料的优点。膜材料不但

１２０

至８０

掰

Ｚ

Ｚ

枢加

Ｏ

Ｏ ｌ０ ２０ ３Ｏ ４０

３

３

３

枢

弼

根

０ １０ ２０ ３０

挠度／ｎ

（ｃ）

挠度／ｍｍ

【ｄ） （ｅ】

挠度／ｒａｍ

图６棚同配筋率预应力ＦＲＰ筋混凝土梁荷载一挠度曲线

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—

６４．

［收稿日期］２０１２—１２—１８

［作者简介】唐名立（１９８７一），男，福建三明人，硕士研究生，

研究方向：预应力混凝土。

【５］ 孟履祥．纤维塑料筋部分预应力混凝土梁受弯性能研究［Ｄ］．

北京：中国建筑科学研究院，２０００．