工業(yè)園區(qū)體育中心游泳館拉索施工方案

施工過程各工況下，索力分布如下圖所示：工況1工況2工況3工況4工況5工況6工況7工況8工況9工況10工況11圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s119施工過程各工況牽引索及索網(wǎng)索力圖索網(wǎng)牽引提升和張拉過程對周邊鋼結(jié)構(gòu)影響索網(wǎng)牽引提升和張拉過程中，會對周邊鋼結(jié)構(gòu)柱和環(huán)梁產(chǎn)生影響，因此需驗(yàn)算在牽引提升各工況下鋼結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力值。表STYLEREF1\s19–SEQ表格\*ARABIC\s18索網(wǎng)牽引提升和張拉過程中柱截面應(yīng)力值施工階段工況號柱截面最大壓應(yīng)力(MPa)柱截面最大拉應(yīng)力(MPa)階段一SG-1-35.32330.704SG-2-35.09430.488SG-3-34.88430.264SG-4-34.56029.885SG-5-36.86628.905SG-6-39.19530.572階段二SG-7-48.94337.037SG-8-42.27035.860階段三SG-9-62.27146.285SG-10-194.034196.466SG-11-114.66974.087圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s120索網(wǎng)牽引提升和張拉過程中柱截面應(yīng)力變化圖表STYLEREF1\s19–SEQ表格\*ARABIC\s19索網(wǎng)牽引提升和張拉過程中環(huán)梁截面應(yīng)力值施工階段工況號環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力(MPa)環(huán)梁截面最大拉應(yīng)力(MPa)階段一SG-1-9.71727.313SG-2-10.11327.092SG-3-10.55426.032SG-4-11.30626.769SG-5-13.66926.664SG-6-15.53026.672階段二SG-7-67.35068.302SG-8-46.89452.481階段三SG-9-52.53355.408SG-10-237.899180.304SG-11-187.78929.007圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s121索網(wǎng)牽引提升和張拉過程中環(huán)梁截面應(yīng)力變化圖工況1工況2工況3工況4工況5工況6工況7工況8工況9工況10工況11圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s122索網(wǎng)牽引提升和張拉過程受壓環(huán)梁應(yīng)力圖（注：左圖為截面應(yīng)力最小值，右圖為截面應(yīng)力最大值；負(fù)值表示壓應(yīng)力，正值表示拉應(yīng)力）工況1工況2工況3工況4工況5工況6工況7工況8工況9工況10工況11圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s123索網(wǎng)牽引提升和張拉過程斜柱應(yīng)力圖（注：左圖為截面應(yīng)力最小值，右圖為截面應(yīng)力最大值；負(fù)值表示壓應(yīng)力，正值表示拉應(yīng)力）由以上圖表可以看出：在施工過程中的第一階段和第二階段（SG-1至SG-8），由于牽引索力較小，在周邊鋼結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力值維持在較低水平，略有提高，但各截面拉、壓應(yīng)力均未超過70MPa；在第三階段中（SG-9至SG-11），即承重索已經(jīng)提升到位，穩(wěn)定索張拉的過程中，柱和環(huán)梁截面拉、壓應(yīng)力值顯著增長，部分應(yīng)力值超過200MPa，但隨著張拉的進(jìn)行，穩(wěn)定索預(yù)應(yīng)力逐漸建立，柱和環(huán)梁截面拉、壓應(yīng)力值均顯著下降，直到張拉完成，柱截面應(yīng)力在100MPa左右，環(huán)梁截面基本在處于受壓狀態(tài)，壓應(yīng)力最大在188MPa左右。屋面板安裝索網(wǎng)配重分析由于馬鞍形索網(wǎng)為柔性結(jié)構(gòu)，所以在屋面板系統(tǒng)安裝的同時(shí)索網(wǎng)會發(fā)生較大的變形，會導(dǎo)致屋面安裝不緊密，而造成后期屋面漏水的情況。綜上，有必要在屋面板安裝之前對索網(wǎng)進(jìn)行配重，大小應(yīng)與屋面板系統(tǒng)荷載相當(dāng)，本工程取0.45KN/m2，并等效為集中力施加于索網(wǎng)之上。相關(guān)分析結(jié)果如下圖所示。索網(wǎng)配重后，基于設(shè)計(jì)圖紙的結(jié)構(gòu)位形，結(jié)構(gòu)徑向最大外擴(kuò)7.52mm，徑向最大內(nèi)縮8.61mm；最大環(huán)向位移為1.77mm，索網(wǎng)中心最大下?lián)?4.88mm，最大索力1073kN，鋼結(jié)構(gòu)最大拉應(yīng)力為106.92MPa，最大壓應(yīng)力170.32MPa?；谠O(shè)計(jì)圖紙的結(jié)構(gòu)位形，索網(wǎng)張拉成型時(shí)索網(wǎng)最大上撓約405mm，在安裝屋面系統(tǒng)后，索網(wǎng)豎向位移-25mm，可見屋面系統(tǒng)重量使索網(wǎng)產(chǎn)生了約430mm豎向變形，變形較大，應(yīng)配重進(jìn)行屋面系統(tǒng)安裝。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s124索網(wǎng)配重后徑向位移圖(m)圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s125索網(wǎng)配重后環(huán)向位移圖(m)圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s126索網(wǎng)配重后豎向位移圖(m)圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s127索網(wǎng)配重后索力圖/KN圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s128索網(wǎng)配重后鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力圖(KN/m2)環(huán)境溫度變化對結(jié)構(gòu)影響分析本節(jié)主要分析環(huán)境溫度的變化對結(jié)構(gòu)的影響。所考慮的環(huán)境溫度變化范圍為±10℃，分別對純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)和整體結(jié)構(gòu)（包含索網(wǎng)）自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下。純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)分析純鋼結(jié)構(gòu)無自重安裝狀態(tài)不含索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并且不考慮結(jié)構(gòu)自重；當(dāng)環(huán)境溫度變化±10℃后，分析結(jié)構(gòu)變形和截面應(yīng)力的變化情況。分析模型如下：圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s129純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)模型當(dāng)環(huán)境溫度升高10℃后，環(huán)梁沿徑向外擴(kuò)的位移增大，高點(diǎn)和低點(diǎn)均增大約6mm。另外，環(huán)梁截面的拉、壓應(yīng)力均有小幅增大，柱截面的拉應(yīng)力增大，壓應(yīng)力減小，環(huán)梁和柱截面的應(yīng)力變化量均不超過2MPa，具體如下：圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s130純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度升高10℃環(huán)梁徑向位移圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s131純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度升高10℃環(huán)梁拉應(yīng)力（MPa）圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s132純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度升高10℃環(huán)梁壓應(yīng)力（MPa）圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s133純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度升高10℃柱截面最大應(yīng)力（MPa）圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s134純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度升高10℃柱截面最小應(yīng)力（MPa）表STYLEREF1\s19–SEQ表格\*ARABIC\s110純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度升高10℃影響分析環(huán)境溫度

無變化環(huán)境溫度

升高10℃變化值變化百分比

（％）環(huán)梁高點(diǎn)徑向外擴(kuò)位移（mm）16.8122.996.1836.76%環(huán)梁低點(diǎn)徑向外擴(kuò)位移（mm）34.4640.626.1617.88%環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力（MPa）13.8213.890.070.51%環(huán)梁截面最大拉應(yīng)力（MPa）10.8811.640.766.99%柱截面最大壓應(yīng)力（MPa）14.1413.66-0.48-3.39%柱截面最大拉應(yīng)力（MPa）19.6721.121.457.37%（注：表中環(huán)梁徑向位移值、位移變化值的正值表示外擴(kuò)，負(fù)值表示內(nèi)縮；

截面應(yīng)力數(shù)據(jù)均為絕對值；變化值正值為增加，負(fù)值為減小）當(dāng)環(huán)境溫度降低10℃后，環(huán)梁沿徑向外擴(kuò)的位移減小，高點(diǎn)和低點(diǎn)外擴(kuò)值均減小約6mm。另外，環(huán)梁截面的拉、壓應(yīng)力均有小幅減小，柱截面的拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，環(huán)梁和柱截面的應(yīng)力變化量均不超過2MPa，具體如下：圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s135純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度降低10℃環(huán)梁徑向位移圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s136純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度降低10℃環(huán)梁拉應(yīng)力（MPa）圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s137純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度降低10℃環(huán)梁壓應(yīng)力（MPa）圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s138純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度降低10℃柱截面最大應(yīng)力（MPa）圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s139純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度降低10℃柱截面最小應(yīng)力（MPa）表STYLEREF1\s19–SEQ表格\*ARABIC\s111純鋼結(jié)構(gòu)（不含索網(wǎng)）無自重安裝狀態(tài)下溫度降低10℃影響分析環(huán)境溫度

無變化環(huán)境溫度

降低10℃變化值變化百分比

（％）環(huán)梁高點(diǎn)徑向外擴(kuò)位移（mm）16.8110.62-6.19-58.29%環(huán)梁低點(diǎn)徑向外擴(kuò)位移（mm）34.4628.30-6.16-21.77%環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力（MPa）13.8213.75-0.07-0.51%環(huán)梁截面最大拉應(yīng)力（MPa）10.8810.12-0.76-7.51%柱截面最大壓應(yīng)力（MPa）14.1414.620.483.28%柱截面最大拉應(yīng)力（MPa）19.6718.22-1.45-7.96%（注：表中環(huán)梁徑向位移值、位移變化值的正值表示外擴(kuò)，負(fù)值表示內(nèi)縮；

截面應(yīng)力數(shù)據(jù)均為絕對值；變化值正值為增加，負(fù)值為減小）整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)分析整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)包括普通鋼結(jié)構(gòu)和索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，考慮結(jié)構(gòu)自重以及索網(wǎng)預(yù)應(yīng)力，當(dāng)環(huán)境溫度變化±10℃后，分析結(jié)構(gòu)變形、鋼結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力以及索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力的變化情況。分析模型如下：圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s140整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)模型在整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，溫度變化之前，環(huán)梁高點(diǎn)在徑向處于外擴(kuò)狀態(tài)，低點(diǎn)處于內(nèi)縮狀態(tài)；普通鋼結(jié)構(gòu)（包括環(huán)梁和柱）截面最大應(yīng)力為環(huán)梁截面壓應(yīng)力，且環(huán)梁處于全截面受壓狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境溫度升高10℃后，高點(diǎn)外擴(kuò)值增大，低點(diǎn)內(nèi)縮值減小，即整個(gè)環(huán)梁沿徑外擴(kuò)約6mm。環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力幾乎不變（增大值不超過1MPa），索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力幾乎不變（減小值不超過1kN），具體如下。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s141整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下溫度升高10℃環(huán)梁徑向位移=圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s142整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下溫度升高10℃環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力表STYLEREF1\s19–SEQ表格\*ARABIC\s112整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下溫度升高10℃影響分析環(huán)境溫度

無變化環(huán)境溫度

升高10℃變化值變化百分比

（％）環(huán)梁高點(diǎn)徑向外擴(kuò)位移（mm）52.5758.796.2211.83%環(huán)梁低點(diǎn)徑向內(nèi)縮位移（mm）-22.10-15.926.18-27.96%環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力（MPa）177.41178.090.680.38%索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力最小值（kN）515.30514.69-0.61-0.12%索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力最大值（kN）11191118-1-0.09%（注：表中環(huán)梁徑向位移值、位移變化值的正值表示外擴(kuò)，負(fù)值表示內(nèi)縮；

截面應(yīng)力數(shù)據(jù)均為絕對值；變化值正值為增加，負(fù)值為減小）當(dāng)環(huán)境溫度降低10℃后，結(jié)構(gòu)位移、截面應(yīng)力以及索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力的變化情況和升高溫度時(shí)相反。環(huán)梁高點(diǎn)外擴(kuò)值減小，低點(diǎn)內(nèi)縮值增大，即整個(gè)環(huán)梁沿徑內(nèi)縮約6mm；環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力幾乎不變（減小值不超過1MPa）；索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力幾乎沒有變化（增大值不超過1kN），具體如下。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s143整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下溫度降低10℃環(huán)梁徑向位移圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s144整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下溫度降低10℃環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力表STYLEREF1\s19–SEQ表格\*ARABIC\s113整體結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下溫度降低10℃影響分析環(huán)境溫度

無變化環(huán)境溫度

降低10℃變化值變化百分比

（％）環(huán)梁高點(diǎn)徑向外擴(kuò)位移（mm）52.5746.36-6.21-11.81%環(huán)梁低點(diǎn)徑向內(nèi)縮位移（mm）-22.10-28.27-6.1727.92%環(huán)梁截面最大壓應(yīng)力（MPa）177.41176.72-0.69-0.39%索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力最小值（kN）515.30515.920.620.12%索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力最大值（kN）1119112010.09%（注：表中環(huán)梁徑向位移值、位移變化值的正值表示外擴(kuò)，負(fù)值表示內(nèi)縮；

截面應(yīng)力數(shù)據(jù)均為絕對值；變化值正值為增加，負(fù)值為減小）蘇州工業(yè)園區(qū)體育中心游泳館正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)自重初始態(tài)索長誤差和周邊節(jié)點(diǎn)安裝誤差的影響分析綜述對于正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，拉索的形態(tài)和索力對結(jié)構(gòu)的剛度和承載力有著十分重要的影響。為了了解施工過程中索長誤差和鋼結(jié)構(gòu)安裝（索網(wǎng)外聯(lián)節(jié)點(diǎn)）誤差對結(jié)構(gòu)自重初始態(tài)索力的影響，有必要對索長誤差和鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差進(jìn)行相應(yīng)的誤差影響分析。根據(jù)規(guī)范，結(jié)構(gòu)自重初始態(tài)下索網(wǎng)施工完成后，索力偏差應(yīng)≤±10%。誤差模擬假設(shè)制作索長誤差和索網(wǎng)外聯(lián)節(jié)點(diǎn)安裝誤差，都滿足均值為0的正態(tài)分布，其3倍標(biāo)準(zhǔn)方差為誤差限值。誤差分布模式：索長誤差沿索長按照各索段長度比例分布；外聯(lián)節(jié)點(diǎn)安裝誤差布置在索端。誤差樣本數(shù)量：1000個(gè)。下圖是其中一根拉索隨機(jī)產(chǎn)生1000個(gè)工況下的索長誤差，最大值為0.01371，最小值為-0.01364，平均值為0.00002，方差為0.00003，服從正態(tài)分布。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s145一根索在1000個(gè)工況中的索長誤差分布誤差條件表STYLEREF1\s19–SEQ表格\*ARABIC\s114誤差條件表誤差條件索長誤差鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)安裝誤差Ⅰ國內(nèi)規(guī)范要求：L≤50m，Δ≤±15mm；50m＜L≤100m，Δ≤±20mm；L＞100m，Δ≤±L/5000——Ⅱ設(shè)計(jì)圖紙要求：L≤100m，Δ≤±10mm；L＞100m，Δ≤±L/10000——Ⅲ設(shè)計(jì)圖紙要求：L≤100m，Δ≤±10mm；L＞100m，Δ≤±L/10000δ≤±30mm拉索編號為了便于理解，各根拉索被重新編號。承重索編號為：CZ01、CZ02、……、CZ31，穩(wěn)定索編號為：WD01、WD02、……、WD31。具體如下圖所示。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s146拉索編號示意圖誤差分析誤差條件Ⅰ經(jīng)過分析，索力誤差延索長分布較為均勻，邊索的索力誤差較大，最大索力誤差達(dá)到19.24%，索力誤差最大處位于CZ01；承重索索力誤差在8.82%—19.24%之間，僅CZ12和CZ20的誤差值小于10%，其余均大于10%的限值；穩(wěn)定索索力誤差在5.76%—15.2%之間，WD01—WD04、WD28—WD31共8根索索力誤差大于10%，不能滿足要求。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s147索力誤差絕對值分布圖圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s148索力誤差最大處誤差值誤差條件Ⅱ經(jīng)過分析，索力誤差延索長分布較為均勻，邊索的索力誤差較大，最大索力誤差達(dá)到12.78%，索力誤差最大處位于CZ01；承重索索力誤差在4.41%—12.78%之間，穩(wěn)定索索力誤差在2.88%—10.09%之間；除CZ01、CZ31、WD01、WD31不能滿足要求外，其他拉索均滿足規(guī)范要求。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s149索力誤差絕對值分布圖圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s150索力誤差最大處誤差值誤差條件Ⅲ經(jīng)過分析，由于增加了索端外聯(lián)節(jié)點(diǎn)安裝誤差，索力偏差沿索長分布不均勻，誤差延索長分布中部小，索端大；邊索的索力誤差較大，最大索力誤差達(dá)到58.54%，索力誤差最大處位于CZ31；承重索索力誤差在16.54%—58.54%之間，穩(wěn)定索索力誤差在10.23%—43.9%之間；所有拉索索力誤差均超過規(guī)范允許值（≤±10%）。圖STYLEREF1\s19–SEQ圖\*ARABIC\s151索力誤差絕對值分布圖圖STYLEREF1\s19–SE