某大跨度碳纤维索车辐式张弦结构张拉施工模拟分析

郭强; 杨燕; 张立波; 吴杭姿; 张世阳

doi:10.3724/j.gyjzG25073107

某大跨度碳纤维索车辐式张弦结构张拉施工模拟分析

doi: 10.3724/j.gyjzG25073107

郭强¹,
杨燕^1,2,
张立波¹,
吴杭姿^1,2, ,,
张世阳¹

1. 中国建筑第八工程局有限公司, 上海 200122;
2. 上海碳纤维复合材料土木工程应用工程技术研究中心, 上海 200122

基金项目:

中建股份科技研发计划（CSCEC-2022-Z-8）；上海市住建委科研计划项目（沪建科2021-002-024）；中建八局局级科技研发项目（2024-4-01）；上海市青年科技英才扬帆计划项目（23YF1452200）。

详细信息

作者简介:
郭强，正高级工程师，主要从事大跨空间结构施工，工程管理方面的研究，610451896@qq.com。

通讯作者:
吴杭姿，博士，高级工程师，主要从事大跨空间结构、高性能材料应用方面的研究，wuhangzi_hit@163.com。

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出版历程
- 收稿日期: 2025-07-31
- 刊出日期: 2025-10-31

Tensioning Simulation of a Long-Span String-Supported Spoke-Type Roof Structure with CFRP Cables

1. China Construction Eighth Engineering Division Co., Ltd., Shanghai 200122, China;
2. Shanghai Engineering Research Center of CFRP Application Technology in Civil Engineering, Shanghai 200122, China

摘要

摘要: 碳纤维增强复合材料（CFRP）凭借其优异的材料特性，为大跨空间结构的张力构件提供了新的解决方案。在该背景下，某机场屋盖采用了CFRP索作为车辐式张弦结构的主受力构件，打造了全碳纤维索车辐式张弦结构。为明确此类结构在索张拉施工阶段的响应特征，结合该结构特点，制定了索张拉方案，并采用改进张力补偿法开展了碳纤维索张拉的全过程施工模拟，得到每一施工步下碳纤维索索力、结构变形、构件内力等响应参数。并通过对碳纤维索车辐式张弦结构张拉施工全过程的数值模拟，验证了结构设计的合理性、施工过程的可行性，并为实际施工提供了理论依据。
- 碳纤维增强复合材料 /
- 车辐式张弦结构 /
- 索张拉施工 /
- 施工模拟
Abstract: Carbon fiber reinforced polymer （CFRP） composites， owing to their exceptional material properties， offer a novel solution for cable components in long-span spatial structures. Therefore， a CFRP spoke-type tensegrity structure was implemented in the roof system of an airport， utilizing CFRP cables as the primary load-bearing elements. To better understand the structural responses during different construction stages， cable tensioning schemes were developed based on structural characteristics. A full-process simulation of CFRP cable tensioning was conducted using an improved tension compensation method， presenting key response parameters such as cable forces， structural deformations， and internal forces at each construction step. The numerical simulation of the entire tensioning process validated the rationality of the structural design and the feasibility of the construction procedure， thereby providing a theoretical foundation for the actual construction implementation.
- carbon fiber reinforced polymer（CFRP） /
- string-supported spoke-type roof structure /
- cable tensioning construction /
- construction simulation

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