張拉索初始張
拉應(yīng)力值的選定與最小值的控制
張拉索桿結(jié)構(gòu)同其它結(jié)構(gòu)的根本區(qū)別在于其受
拉桿件應(yīng)始終處于張拉狀態(tài),即必須保持其內(nèi)力是正定性。一旦呈現(xiàn)非正定時(shí),結(jié)構(gòu)剛度將極大降低或承載力喪失。而保持張拉桿受力正定性的關(guān)鍵是正確地設(shè)定其初張力值。初張力值設(shè)置過(guò)小,不利荷載作用下,一些張拉桿將因其內(nèi)力減小為零(負(fù))而退出工作,致使結(jié)構(gòu)性能退化;如果初張力值設(shè)置過(guò)大,不利荷載作用下,某些張拉桿將因其強(qiáng)度不足而破斷,致使結(jié)構(gòu)毀壞;如其
截面設(shè)計(jì)過(guò)大,不利荷載作用下,這些張拉桿雖不會(huì)因其強(qiáng)度不足而破斷,但卻材料增多,索直徑粗影響結(jié)構(gòu)的輕盈通透性。對(duì)于結(jié)構(gòu)組件,當(dāng)作為玻璃幕墻結(jié)構(gòu),可能承受正、反兩方向荷載時(shí),其主張拉索桿的初
張應(yīng)力值σ0的范圍可按以下建議設(shè)置:
對(duì)于普通強(qiáng)度
不銹鋼材,當(dāng)以其抗拉屈服
強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fd考慮時(shí),設(shè)為:
25%≤σ0/fd≤50% (1) 對(duì)于高強(qiáng)度鋼材,當(dāng)以材料抗拉極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)值考慮時(shí),如取其設(shè)計(jì)值為:fd≤0.45fu,將其代入式
(1)取整則有:
12%≤σ0/fd≤22% (2) 需要指出的是,初張力對(duì)張拉索結(jié)構(gòu)是必須的,且隨其值的增大,組件剛度也有提高,但提高有限,不如增大張拉索的面積有效。
至于重力性索的初張力可不必施加過(guò)大,σ0/fd≈10%;穩(wěn)定性索的初張力,則應(yīng)根據(jù)被保證構(gòu)件穩(wěn)定性需要的支撐力,參考有關(guān)資料確定。
六.關(guān)于基本結(jié)構(gòu)組件的抗彎剛度及撓度控制與要求
對(duì)于張拉索桿結(jié)構(gòu)體系的一些常用的基本結(jié)構(gòu)組件,一般地說(shuō),其抗彎剛度取決于組件的幾何形式、矢高、矢跨比、張拉索桿的堆面積和張拉索的初張應(yīng)力。就組件的幾何形式而言,相同條件下,自平衡體系最好:其次為非自平衡體系中的雙索魚(yú)腹形,直索形最差。同一種組件其本身的幾何構(gòu)成對(duì)于其抗彎剛度也有不小影響。張拉索的初張應(yīng)力對(duì)其抗彎剛度雖有不可忽略的影響,但當(dāng)張拉足夠緊后,張拉索張力的增加對(duì)其抗彎剛度的貢獻(xiàn)很有限,如欲提高其抗彎剛度,需要增大拉索截面積或調(diào)整組件的幾何形式和尺寸。
在實(shí)際工程中對(duì)于張拉索桿結(jié)構(gòu)體系的撓度控制十分必要,它對(duì)防止玻璃幕墻結(jié)構(gòu)不必要振動(dòng)、玻璃
擠壓破壞等有重要的意義。要求過(guò)嚴(yán),實(shí)際工程很難達(dá)到,也不一定需要;要求太松,又可能出現(xiàn)工程損害,具體指標(biāo)尚待研究。
七、關(guān)于有孔玻璃面板的承載力計(jì)算
1.集合式結(jié)構(gòu)體系中的玻璃強(qiáng)度計(jì)算
前已指出:集合式結(jié)構(gòu)中的玻璃是體系中的附屬性結(jié)構(gòu),其受力相對(duì)獨(dú)立,不受其支承(基本)結(jié)構(gòu)的影響。在垂直于玻璃面板均布荷載,如風(fēng)等的作用下,玻璃板面受彎曲工作。由于玻璃板
鉆孔、切邊、磨邊以及鋼化等加工的影響,其邊緣類裂紋性缺陷大小的隨機(jī)性尚不清楚;點(diǎn)支式有孔玻璃板孔邊應(yīng)力集中,因受連接組件、板厚度及其孔的幾何特性等影響,故其應(yīng)力和強(qiáng)度的嚴(yán)格計(jì)算有待深入研究。一些研究表明:點(diǎn)支有孔玻璃板在垂直于玻璃板面均布荷載作用下其破壞常由孔邊開(kāi)始發(fā)生;點(diǎn)支處承載力與玻璃板厚度、孔徑及其連接組件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和材料等因素有關(guān),當(dāng)這些因素有較好匹配時(shí),此承載力可能比相應(yīng)均布荷載下玻璃板面的
抗彎強(qiáng)度高,否則較低。有鑒于此,對(duì)于有孔玻璃面板的承載力計(jì)算,一般可分別計(jì)算其玻璃板面的抗彎強(qiáng)度和點(diǎn)支處
節(jié)點(diǎn)承載力,并取二者中的較低者,以保證安全!
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