某弦支穹顶结构预应力设计及稳定性分析

弦支穹顶结构为刚柔组合结构，为了探究预应力对其受力性能的影响及结构极限承载力的控制因素，以兰州新区某游乐园屋盖弦支穹顶结构为研究对象，屋盖平面形状呈椭圆形，短向跨度62 m，长向跨度72 m，高度4.5m。依据支座反力最小为原则经过优化分析得到一组初始预应力，采用降温法模拟预应力并对弦支穹顶的整体刚度、构件强度进行计算，同时采用ANSYS软件考虑结构初始缺陷、二阶P-Δ效应和钢材的弹塑性非线性性能对弦支穹顶的全过程工作性能进行跟踪分析。研究结果表明索承体系及预应力的引入可大大减小结构支座反力，同时可显著降低上弦杆件应力峰值和结构竖向位移，结构的极限承载力由强度控制，结构具有较好的塑性内力重分布特点。