轮辐式索桁架结构设计关键问题

摘要

伊拉克AL MENAA体育场采用轮辐式索桁架结构.建筑平面为椭圆形,尺寸长轴248.3m,短轴73.4m,主桁架结构跨度33.8m,桅杆高度为44.8m,结构的稳定索边界设有48个固定铰支座点.主结构采用高帆镀层索和全封闭钢索,膜材采用白色和透明的PTFE两种.工程设计依据美国ASCE标准,考虑了整体结构找形分析,索的规格选择,钢结构构件校核,膜材的强度控制,典型节点的强度分析.整体结构找形分析采用有限元软件ANSYS,利用逆迭代法完成.结构设计前进行了气弹性模型的风洞试验,作为风荷载的依据.设计时进行了整体结构和结构单元的稳定性分析,确定构件的计算长度以及结构的极限承载力.建立了多尺度分析模型,进行关键节点部位的整体结构计算.本工程属于柔性张拉结构体系,其刚度依靠预应力实现,索桁架结构的主受力索145根整体张拉到位,成形前后位形相差较大.为便于施工过程的控制和数据监测,对整个牵引张拉全过程进行了仿真模拟分析.