點(diǎn)連接全
玻璃幕墻在我國(guó)廣泛使用已有幾十年歷史、2000年使用了約50萬m2,一個(gè)工程使用幾萬m2的也為數(shù)不少。在建造這些幕墻時(shí),積累了大量計(jì)算資料、試驗(yàn)參數(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),在設(shè)計(jì)、施工和使用中出現(xiàn)或提出一些亟待解決的問題,于是對(duì)積累的資料和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),對(duì)
拉索式點(diǎn)連接
全玻璃幕墻索
桁架技術(shù)進(jìn)行理論分析,找出其內(nèi)在規(guī)律,提出一套完整的設(shè)計(jì)、計(jì)算、施工方案,來指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工是當(dāng)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(jì)、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(shí)現(xiàn)的。索桁架即使均由三角形所組成,索桁面也很大,不進(jìn)行預(yù)
應(yīng)力控制也無法實(shí)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(dāng)?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)的分布和大小(這是一套自平衡的
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(rèn)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(jì)水平作用時(shí)),任意一根索都不發(fā)生松弛,且保持一定大小的
張力儲(chǔ)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(shí)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(shí)際上可以說是相互依存的,但嚴(yán)格的區(qū)分,兩者并非同義語(yǔ),而有不同的內(nèi)涵。因?yàn)殇撍髟趶埨瓡r(shí)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(gè)過程不斷降低,實(shí)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(jì))
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(jì))
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(duì)第三項(xiàng)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(xiàng)應(yīng)力損失很大,對(duì)(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(dāng)計(jì)算結(jié)果為負(fù)值時(shí)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(duì)拉索桁架αL≥80N/mm2;對(duì)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(duì)索桁架的力系平衡都有十分重要的影響,要分別評(píng)估。索桁架在承受最大設(shè)計(jì)水平作用后,要求承力索截面最大設(shè)計(jì)應(yīng)力值應(yīng)等于或小于鋼索
強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(zhǎng)大于或等于下料長(zhǎng)度,這時(shí)鋼索不會(huì)發(fā)生松弛)。特別要指出拉索式點(diǎn)連接全玻璃幕墻要承受正
風(fēng)壓和負(fù)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(gè)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(shí)(不一定同步)增長(zhǎng)。因此確定預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值是首要任務(wù)。對(duì)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(shí)選擇適當(dāng)?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(diǎn)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(zhǎng)度,這一長(zhǎng)度是衡量索桁架變位后穩(wěn)定索是否松弛的基準(zhǔn)(即在索桁架變位后穩(wěn)定索索長(zhǎng)縮短的極限為不能小于鋼索下料長(zhǎng)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(duì)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(huì)增加
支承結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān),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(jià),有時(shí)甚至可能使主體結(jié)構(gòu)不堪負(fù)擔(dān)。
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