[發明專利]應用在大跨度剛性屋面索穹頂結構中的斗屏安裝設計方法

有效

• 申請號: 202011485994.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112523414B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 區彤;張連飛;駱杰鑫;劉雪兵;陳進于;譚堅
• 申請（專利權）人: 廣東省建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: E04B7/08
• 分類號: E04B7/08;E04B7/14;E04B1/32;B66C1/14;B66C13/08;G09F9/302
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 劉小敏;高修華

本發明公開了一種應用在大跨度剛性屋面索穹頂結構中斗屏安裝設計方法，包括以下步驟，S1：利用索穹頂結構設計預留的承力點，初步定出適合懸掛斗屏的所有吊掛點位置方案，將斗屏自重等效為節點荷載，平均分配給每種吊掛點位置方案的所有吊掛點，對應用不同吊掛點位置方案的索穹頂結構模型進行有限元分析；S2：根據各種吊掛點位置方案的關鍵節點位移及關鍵構件內力信息，選擇合適的斗屏吊掛點位置方案；S3：在斗屏安裝前預先設置預應力拉索體系，使預應力拉索張緊后的拉力等效斗屏自重；S4：控制單位時間內斗屏自重加載量與單位時間內預應力拉索拉力減小量一致直至斗屏完全吊起。本發明為相關含斗屏的柔性張拉索結構體系設計提供參考依據。

技術領域

本發明涉及體育場等建筑領域大型斗屏的安裝設計方法，具體涉及一種應用在大跨度剛性屋面索穹頂結構中斗屏安裝設計方法。

背景技術

LED顯示屏作為現代社會信息發布的重要媒介，近年來迅速發展。目前在國內外大型體育場館中，LED屏作為新型顯示裝置已成為主流。大型體育場館中LED屏的安放位置一般位于斜看臺位置或場館的中央位置，場館中央位置分為地面放置和空中懸掛，由于懸掛的中央LED屏因其形狀類似漏斗故稱之為“斗屏”。LED顯示系統在比賽中可以完成精彩瞬間捕捉、奇特鏡頭回放、實時直播同步、賽況信息播報、計時記分統計、廣告播出等多項任務，因此在越來越多的比賽場館中得到廣泛應用?？v觀調查目前國內外的體育場館中應用斗屏的工程實例可以看出，目前應用懸掛斗屏的體育場館中大部分體育場館的結構體系都為剛性鋼屋蓋構件體系，諸如網架結構、網殼結構、桁架結構、弦支穹頂結構等，很少見到斗屏應用到索穹頂結構這類柔性張拉結構體系中，相關斗屏在柔性結構中的安裝設計方法則更為少見。實際索穹頂結構施工安裝過程中首先進行索構件的張拉，張拉產生預應力形成結構剛度，然后進行金屬屋面的施工和裝修吊頂施工，斗屏結構的安裝一般位于上述施工完畢之后。由于索穹頂結構體系受其結構特性的限制，對于作用在其上的荷載要求較高，對于索構件內力較為敏感，而斗屏結構重量較大，斗屏自身重量可達幾十噸，斗屏安裝過程中索構件內力會產生變化，同時在索穹頂結構上采用不同的吊掛點位置懸掛斗屏對索構件內力分布影響較大，都有可能引起部分拉索的松弛，進而會導致索系內部預應力建立起來的幾何應力剛度降低，將嚴重威脅整個索穹頂結構的安全，因而需采取措施保證實際安裝過程中索構件內力保持不變。

常見的斗屏懸掛的吊掛點設置在剛性鋼屋蓋構件上，對應用在柔性張拉索穹頂結構斗屏懸掛的吊掛點位置設計研究較為不足，同時通常解決斗屏安裝過程索力變化問題的措施為在屋面安裝過程中會采取水桶或沙袋等附加配重來等效斗屏重量，在最后安裝斗屏的過程中通過逐步拆除水桶或沙袋等取消附加配重的方式來保證索構件內力的不變，但這類傳統取消附加配重的措施往往費時費人力，施工效率低下，不能很好保證整個斗屏安裝過程的安全性和精確性，因此發明一種對索穹頂結構種索構件受力影響較小的斗屏安裝設計方法十分必要。

發明內容

本發明提供了一種應用在大跨度剛性屋面索穹頂結構中的斗屏安裝設計方法，該方法能夠為相關含斗屏的柔性張拉索結構體系設計提供參考依據。

為實現上述目的，本發明采用以下方案：

一種應用在大跨度剛性屋面索穹頂結構中斗屏安裝設計方法，包括以下步驟，

S1：根據建筑功能需求確定斗屏的屏幕尺寸及重量，利用索穹頂結構設計預留的承力點，初步定出適合懸掛斗屏的所有吊掛點位置方案，將斗屏自重等效為節點荷載，平均分配給每個吊掛點位置方案中的所有吊掛點，對應用不同吊掛點位置方案的索穹頂結構模型進行有限元分析，基于有限元分析結果，提取應用不同吊掛點位置方案的索穹頂結構中關鍵節點位移及構件內力的信息；

S2：根據各種吊掛點位置方案的關鍵節點位移及關鍵構件內力信息，對比分析選擇合適的斗屏吊掛點位置方案；

S3：為確保斗屏安裝過程中索構件的內力不變，在斗屏安裝前預先設置預應力拉索體系，使預應力拉索張緊后的拉力等效斗屏自重；