世博轴大型索膜结构节点和体系的试验研究

世博轴大型索膜结构节点和体系的试验研究
张其林1，杨宗林2，罗晓群1，陈鲁3，王洪军4
(1.同济大学土木工程学院，上海200092；2.同济大学建筑设计研究院，上海200092；3.同济大学建设工程质量检测站，上海200092；4华东建筑设计研究院有限公司，上海200002)
[摘要]介绍了上海世博会世博轴大型索膜结构的一系列试验研究，包括阳光谷钢结构不同节点形式的力学性能、膜材和连接件的力学性能、预应力索膜结构体系的鲁棒性、膜面风振特性等。给出膜边界的破坏模式以及最终确定的膜边界连接件，指出膜面体系具有较好的鲁棒性。通过测试结果，给出各测点基于位移的风振系数计算公式。这些研究工作为索膜结构的安全性提供了保障。

内容摘抄：

l 工程概况
世博轴是上海2010年世博会场地的主入口和主轴，其屋面采用了钢．索．膜的半敞开结构体系，长约1 000m，宽约80m，是本次世博会的最大单体场馆建筑，如图1所示。
世博轴中的钢结构为6个采用自由形态理念的单层钢网壳阳光谷，它为大型索膜结构提供支点。大型索膜屋面由69个巨型膜单元构成，膜材厚度1．2ram，膜面总面积达68 000m2，使用年限30年。

2 阳光谷网壳节点的承载性能
初步设计阶段考虑了4种不同的阳光谷网壳节点形式，为钢板焊接节点、螺栓连接节点、螺栓连接但翼缘焊接节点、铸钢节点。必须通过研究选择合适的节点形式。根据初步设计计算结果，选取阳光谷结构中受力较大的节点作为试验研究对象，如图2所示。图3为4种不同的节点形式。

3膜材料及连接件强度
世博轴膜屋面中的膜材料采用Sheerfill-I，其力学性能如表l所示。图5所示为膜材卷边方式和夹具形式，膜边经直径14ram的边绳缠绕后置入连接件。

4结构体系鲁棒性的模型试验
按1：40的几何比例制作了索膜结构体系的模型以进行鲁棒性试验，模型长21．94m，宽3．25m，高0．98m。按照结构原形刚度近似设计模型的刚度，但模型边界条件严格遵循结构体系原形。

（略）

投稿会员：可爱莹