一种变刚度索承网格结构体系设计：以广州足球公园体育场为例

林全攀; 区彤; 石开荣; 邓德员

doi:10.3724/j.gyjzG25041703

一种变刚度索承网格结构体系设计：以广州足球公园体育场为例

doi: 10.3724/j.gyjzG25041703

林全攀^1,3,
区彤²,
石开荣^3, ,,
邓德员⁴

1. 广州电力设计院有限公司, 广州 510799;
2. 广东省建筑设计研究院集团股份有限公司, 广州 510010;
3. 华南理工大学土木与交通学院, 广州 510641;
4. 中建钢构股份有限公司, 广东惠州 516000

基金项目:

广东省现代土木工程技术重点实验室资助项目（2021B1212040003）。

详细信息

作者简介:
林全攀，硕士，工程师，一级注册结构工程师，qplstr@foxmail.com。

通讯作者:
石开荣，博士，副教授，主要从事结构优化、预应力钢结构研究，krshi@scut.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2025-04-17
- 网络出版日期: 2026-11-07

Design of a Variable-Stiffness Cable-Supported Grid Structure System： a Case Study of Guangzhou Football Park Stadium

1. Guangzhou Electric Power Design Institute Co., Ltd., Guangzhou 510799, China;
2. Guangdong Provincial Architectural Design and Research Institute Group Co., Ltd., Guangzhou 510010, China;
3. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Techmology, Guangzhou 510641, China;
4. China Construction Steel Structure Co., Ltd., Huizhou 516000, China

摘要

摘要: 变刚度索承网格结构是一种区别于传统索承网格结构的大跨度预应力创新受力结构体系，通过施工阶段不断转变受力压环的组成以实现不同阶段的整体结构刚度，从而达成设计主动修改结构刚度以应对复杂外部条件的目的。对变刚度索承网格结构体系的拉压平衡环、内力分布差异、施工成型过程等进行分析研究，得出该结构体系受力特点及适用性。依托广州足球公园体育场为分析对象，通过无胎架支撑施工工艺实现变刚度目的，进而研究该结构形式的实践可行性。在此基础上，对体育场屋盖结构进行施工仿真成型过程、模态、形态、非线性屈曲、复杂节点等方面的分析研究，结果表明：变刚度索承网格结构体系不仅能实现设计主观修改各施工工况下的结构刚度，且荷载态下各受力指标满足规范要求，结构安全可靠。
- 变刚度索承网格结构 /
- 施工成型 /
- 广州足球公园 /
- 形态分析 /
- 非线性屈曲
Abstract: Variable-stiffness cable-supported grid structures represent an innovative long-span prestressed structural system that differs from traditional cable-supported structures. By continuously changing the composition of the load-bearing compression rings during the construction phase， the overall structural stiffness at different stages can be adjusted， thereby achieving the goal of subjectively modifying the structural stiffness to cope with complex external conditions in design. This study analyzed and investigated the tension-compression balance ring， internal force distribution differences， construction forming process， aiming to obtain the mechanical characteristics and applicability of the structural system. Taking the Guangzhou Station Football Park Stadium as an actual analysis object， the feasibility of this structural form was examined， utilizing a construction technology without temporary supports to achieve the goal of variable stiffness. Furthermore， an analytical study was conducted on the stadium roof structure， covering the simulation of the construction and forming process， modal analysis， shape-finding analysis， nonlinear buckling， and complex joints. The results showed that the variable-stiffness cable-supported structure system not only achieved subjective modification of the structural stiffness under various construction conditions in the design but also met the requirements of the specifications in terms of stress indicators， demonstrating its safety and reliability.
- variable-stiffness cable-supported grid structure /
- construction forming /
- Guangzhou Football Park /
- form-finding analysis /
- nonlinear buckling

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