點連接全
玻璃幕墻在我國廣泛使用已有幾十年歷史、2000年使用了約50萬m2,一個工程使用幾萬m2的也為數(shù)不少。在建造這些幕墻時,積累了大量計算資料、試驗參數(shù)和施工經(jīng)驗。同時,在設(shè)計、施工和使用中出現(xiàn)或提出一些亟待解決的問題,于是對積累的資料和經(jīng)驗進行總結(jié),對
拉索式點連接
全玻璃幕墻索
桁架技術(shù)進行理論分析,找出其內(nèi)在規(guī)律,提出一套完整的設(shè)計、計算、施工方案,來指導(dǎo)設(shè)計、施工是當前迫切的任務(wù)。
索桁架的穩(wěn)定與
預(yù)應(yīng)力控制是索桁架設(shè)計、施工技術(shù)中的關(guān)鍵問題。索桁架和一般鋼架不一樣,一般鋼桁架的穩(wěn)定是靠其幾何形狀(例如“三角形
穩(wěn)定性”)和
截面幾何特征(截面積和壁厚)來實現(xiàn)的。索桁架即使均由三角形所組成,索桁面也很大,不進行預(yù)
應(yīng)力控制也無法實現(xiàn)穩(wěn)定。索桁架是柔性張拉結(jié)構(gòu),在沒有施加預(yù)應(yīng)力之前沒有
剛度,其形狀也是不確定的,必須通過施加適當?shù)念A(yù)應(yīng)力賦予其一定的形狀,才能成為能承受外荷的結(jié)構(gòu)。在給定的邊界條件下,所施加的預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的分布和大。ㄟ@是一套自平衡的
內(nèi)應(yīng)力系統(tǒng))同所形成的結(jié)構(gòu)初始形狀是互相聯(lián)系的。如何最合理的確定這一初始形狀和相應(yīng)的自平衡預(yù)應(yīng)力系統(tǒng),就是張拉結(jié)構(gòu)“外形確定”(或更確切地稱為“初始平衡狀態(tài)的確定”)這一命題要解決的任務(wù)。但不能認為預(yù)應(yīng)力滿足了始態(tài)的要求就算完成了任務(wù)(要滿足始態(tài)的力系平衡,只要施加不太大的預(yù)應(yīng)力就可以了),還要求預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)在終態(tài)(即索桁架承受最大設(shè)計水平作用時),任意一根索都不發(fā)生松弛,且保持一定大小的
張力儲備。
預(yù)應(yīng)力控制貫穿在施工階段和使用階段的全過程。我們討論預(yù)應(yīng)力時一定要分清預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值αcon和有效預(yù)應(yīng)力值αpo。雖然兩者緊密相關(guān),實際上可以說是相互依存的,但嚴格的區(qū)分,兩者并非同義語,而有不同的內(nèi)涵。因為鋼索在張拉時所建立的預(yù)應(yīng)力,從
構(gòu)件開始制作直到安裝、使用各個過程不斷降低,實際上這種應(yīng)力值損失就是由于鋼索回縮
變形引起的,所有預(yù)估的預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生后,鋼索中的應(yīng)力降低到預(yù)估的最低值,就是有效預(yù)應(yīng)力,αpo=αcon-ЕαL。
索桁架一般要預(yù)估下列預(yù)應(yīng)力損失 :
1、張拉端
錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失αL1=a*E/L(先
錨固、后張拉的可不計)
2、
轉(zhuǎn)角處轉(zhuǎn)向裝置與鋼索摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失αL2=0.05*αcon(
拉桿式可不計)
3、逐榀張拉索桁架使
主體結(jié)構(gòu)變形,使已錨固的索桁架跨度縮短引起的預(yù)應(yīng)力損失αL3=△*E/L[主體結(jié)構(gòu)的剛度對第三項預(yù)應(yīng)力損失影響很大,在兩(三)根鋼索(第一階段有效)預(yù)應(yīng)力的作用下主體結(jié)構(gòu)如果變形過大,則第三項應(yīng)力損失很大,對(最終)有效預(yù)應(yīng)力值的影響很大。
4、鋼索(棒)松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失
αL4=0.05*αcon(鋼棒)
αL4 =Φ[0.36*(αcon /f fptk)-0.18] *αcon(鋼索) (當計算結(jié)果為負值時取為零)
5、活(雪)
荷載使主體結(jié)構(gòu)變形,索桁架跨度減少引起的預(yù)應(yīng)力損失αL5=△*E/L
對拉索桁架αL≥80N/mm2;對拉桿桁架∑αL≥40N/mm2。
預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值和有效預(yù)應(yīng)力值對索桁架的力系平衡都有十分重要的影響,要分別評估。索桁架在承受最大設(shè)計水平作用后,要求承力索截面最大設(shè)計應(yīng)力值應(yīng)等于或小于鋼索
強度設(shè)計值。穩(wěn)定索截面的應(yīng)力值應(yīng)大于或等于零(即穩(wěn)定索索長大于或等于下料長度,這時鋼索不會發(fā)生松弛)。特別要指出拉索式點連接全玻璃幕墻要承受正
風(fēng)壓和負風(fēng)壓,即承力索和穩(wěn)定索角色要互換,這樣每一根索的截面應(yīng)力都要控制在這個范圍內(nèi)。預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值和有效預(yù)應(yīng)力值基本上是同時(不一定同步)增長。因此確定預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值是首要任務(wù)。對索衍架鋼索預(yù)應(yīng)力張拉控制是在預(yù)估各種預(yù)應(yīng)力損失的基礎(chǔ)上,在張拉時選擇適當?shù)念A(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值,預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值要根據(jù)作用在索桁架上的作用和鋼索材料特點等多方面考慮后選用。
預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值決定了鋼索的下料長度,這一長度是衡量索桁架變位后穩(wěn)定索是否松弛的基準(即在索桁架變位后穩(wěn)定索索長縮短的極限為不能小于鋼索下料長度)。
預(yù)應(yīng)力張拉控制力值也是建立有效預(yù)應(yīng)力值的基礎(chǔ)。有效預(yù)應(yīng)力值對索桁架的變形有直接影響,它們成反比例關(guān)系,有效預(yù)應(yīng)力愈大,索桁架變形愈小,反之變形愈大。提高有效預(yù)應(yīng)力值是減少索桁架變形、提高其剛度的重要手段。如果有效預(yù)應(yīng)力太小,索桁架很快變位到穩(wěn)定索松弛而失穩(wěn)。不過有效預(yù)應(yīng)力過大,就會增加
支承結(jié)構(gòu)的負擔,使主體
結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面加大,增加主體結(jié)構(gòu)的造價,有時甚至可能使主體結(jié)構(gòu)不堪負擔。
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