2008奥运羽毛球比赛馆新型预应力弦支穹顶结构体系创新与应用

摘要

本文创新研发了新型预应力弦支穹顶结构,解决了设计、施工中的关键技术难题,形成了一套较完整的弦支穹顶成套技术创新成果.在奥运羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构体系和构造创新及其优化设计方面取得了多项成果.按照钢结构体系、结构几何形状、索力和构件截面尺寸三个层次建立优化模型和算法,优化设计了网格类型、网格密度、矢跨比、撑杆长度、索的多次预应力度等重要参数,显著提高了体系的承载能力,增强了整体稳定性及局部稳定性,节约50％以上钢材,用钢量只有62kg/m2.在考虑初始几何缺陷的整体稳定分析中,提出了考虑施工偏差概率施加初始几何缺陷的新方法,使偏差能够反应实际,该方法得到的结构经济、合理.首次进行了1∶10的大比例模型试验,研究了弦支穹顶的静力稳定、内力、位移等的变化规律,优化了多次预应力张拉施工方案,进行了破坏性试验,获得结构失稳模态和极限承载力.首次采用八个子振动台台阵进行了结构动力和抗震试验,得出罕遇地震多维输入的影响规律.针对新型预应力弦支穹顶结构组成及受力特点,研制了一套完整的实时动态全寿命健康监控系统,监控数据表明,该系统技术先进,性能稳定.本项成果为我国2008奥运羽毛球馆建成世界上第一个大跨度新型预应力弦支穹顶结构作出重大贡献,成为我国自主创新的科技奥运标志性成果.