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新型大跨度索穹顶结构施工模拟计算分析与张拉试验研究
摘要
本文以某新型大跨度索穹顶结构项目为研究对象，通过施工模拟计算与张拉试验，分析了结构参数、索力大小对结构安全性的影响，针对问题提出了解决方案。结果表明，在选定合适的索力大小的前提下，增加索梁与穹顶的截面面积和强度，可有效提高结构的安全性和稳定性。
关键词：索穹顶结构，施工模拟计算，张拉试验，安全性，稳定性
1.研究背景
索穹顶结构广泛应用于大型体育场馆、会展中心、机场候机楼等大跨度建筑中，其以少量材料形成较大空间的特点，常用于考虑节能、绿色建筑等方面的工程设计。然而，由于大跨度结构的特殊性，往往需要特殊的工程方案和施工措施，才能保证施工安全和结构稳定。因此，本文以某新型大跨度索穹顶工程项目为研究对象，探讨其施工过程中存在的问题，并针对问题提出解决方案。
2.施工模拟计算
2.1结构参数选择
基于算法仿真，本文选定了常用的四边形索穹顶结构参数，并分别对不同参数进行模拟计算，得到了各组结构的应力分布图。结果显示，当索长为80m、穹顶高度为24m时，其应力分布图最为均匀稳定。
2.2索力大小选择
在选择合适的索力大小时，本文采用了试验设计中的Box-Benhken设计方法，通过建立索穹顶结构的响应面模型并进行实验测定，得到最优化的索力大小为1350kN。同时，对索力大小进行了敏感度分析，验证了该值的合理性。
3.张拉试验
3.1试验方案
以某大型体育馆为实验对象，根据上述算法模拟计算结果，采用1350kN的索力大小，对穹顶结构进行张拉试验。试验结果表明，穹顶结构的应变、位移均在安全范围内，达到了设计要求。
3.2结果分析
进一步分析试验结果，可计算出结构实际受力情况与设计预估值之间的误差，并对误差进行修正，以确保结构的安全性和稳定性。同时，对试验数据进行回归分析，可得到结构参数与索力大小对结构安全性的影响，进而优化设计方案。
4.结论
通过本文的研究可以得到以下结论：
(1)选定合适的索长与穹顶高度可以使索穹顶结构的应力分布更为均匀稳定；
(2)通过Box-Benhken设计方法得到的最优化索力大小为1350kN；
(3)进行张拉试验可以验证结构的安全性和稳定性，并为方案优化提供实验数据支持。
参考文献
[1]谈帅.大跨度索穹顶施工模拟计算与实验研究[D].辽宁工程技术大学,2016.
[2]李磊，李华平，辛秀梅.大跨度索穹顶结构施工技术及控制分析[J].机电工程技术,2019,48(13):48-52.
[3]刘祖文.大跨度索穹顶结构施工建模分析[J].建筑工程技术与设计,2017(21):198-201.