弦支穹顶结构是近20年发展起来的一种新型的预应力钢结构形式,该结构体系是将张拉整体、索穹顶等柔性结构的概念和单层网壳相结合而形成的空间结构体系。弦支穹顶结构可以更加经济合理、新颖美观地跨越更大的跨度,从而满足人类的多方面需求。其造型美观、受力合理、自重轻和稳定性高等特点使得弦支穹顶结构在国内外工程实践中得到了较多应用。 弦支穹顶结构在施加预应力前,施工临时支撑对上部网壳起较大的支撑作用,而环索张拉施工过程中未拆除临时节点支撑,因此考虑支撑对施工过程的影响有助于结构安全和支撑的合理布置。 本文以2008奥运会羽毛球场馆实际工程为背景,介绍了弦支穹顶结构的特点和研究现状,对国内外研究成果进行了总结,提出了弦支穹顶结构研究亟待解决的问题,并对弦支穹顶施工模拟仿真分析现状进行了概括。本文利用分步一次加载法分析了考虑临时支撑作用的弦支穹顶施工过程,对施工过程中临时支撑的受力变化进行了总结,结果表明临时支撑在施工过程中受悬挑变截面梁和施工张拉方法的影响较大。张拉过程中个别支撑并没有脱离网壳结构,仍然受到网壳的压力,这与实际工程施工过程中发生的情况基本一致,从理论分析的角度解释了施工过程中遇到的问题。张拉完成后,运用单元生死方法,撤除还未脱离网壳的临时支撑对结构造成的影响可以忽略不计,保证了结构施工的安全进行。 利用有限元软件分别就有支撑和无支撑两种情况下的结构施工过程进行仿真分析,经过对比总结,提出了对结构进行施工过程模拟仿真分析时,必须考虑临时支撑对弦支穹顶结构的影响。 将弦支穹顶结构施工过程模拟仿真分析结果与实际监测数据进行比较,得出考虑实际临时支撑和不考虑临时支撑两种情况下结构施工过程响应的不同规律,比较发现实际工程监测值与考虑临时支撑的施工模拟结果较为接近,并分析了原因。 临时支撑刚度变化对结构施工过程产生影响,因此进行不同临时支撑刚度下的结构施工过程模拟仿真分析显得尤为重要。在不同刚度情况下,对上部网壳、环索预应力和节点位移进行比较,得出不同支撑刚度对结构施工过程影响具有规律性的变化,同时能够为实际工程中临时支撑刚度的设计提供理论依据。