徐珂:建筑结构设计 建筑结构 一个普通结构工程师的建筑结构设计博客

带座位的体育馆工程设计记录(09) 索内力生成

        关于索的初拉力和索的实际内力关系,崔工的博客里专门花费了一些时间进行解释,(关于索结构——(1)预应力和三种受力状态)(关于索结构——(2)分析零状态和施工零状态),这就不再重复了,我提出两者之间的关系时,没有写清楚我的疑问,那就是如何在施工过程中得到索的设计内力?因为索的初拉力很容易假定,设计需要的是虚拟状态下索变形后形成几何刚度时的内力,如果这个内力不能通过合理手段实现的话,索的实际内力就和计算内力差距较大,那么后续结构分析就是建立在失控的状态下进行的。
        我原来做过的索设计都很简单,如小型张弦梁、小型悬挂索等等,这类索的边界条件相比索力,边界变形较小,也就是几何刚度贡献很小,所以索内力与索的初始内力相差很小,自然上面提到的问题“不存在”,所以从来没考虑过这类问题。许多索施工单位采用短尺安装索的办法,就是将索的实际长度按照初始拉力下变形尺寸加工,现场强行将索安装到位,变形后索力基本接近索的设计内力,但是这样做会有一定风险,索在水平拉伸承担竖向荷载时,索长稍微变化时,索力及承担竖向荷载就会差距很大,事实上很多索结构存在一些松索,往往是加工索长控制原因造成的。
        还有施工方法是直接在索上通过张拉机构不断张拉索力,测得内力到达设计值时停止加力,如果是简单的索结构或者单层索结构是可以这样做的,对于双层索或复杂索结构,仍需要严格的计算控制步骤去实现。

        下面是我建的简单对比模型,按照自己的想法模拟了一下索力生成,这个过程应该是索结构成型过程。模型是一根方钢柱的顶端有一根索横向张拉,索的初张力是200KN,经计算柱顶变形为12.97mm,索内力是54 KN。
        下图是模拟施工三步骤,图中上部模型为直接施加初始张拉力计算过程,下部模型为整体索结构生成过程:
        1、    安装钢柱,钢柱沿高度分成等高四段,可以看各点位移变化。

        2、    安装悬索,索长均为实际长度。
 

        3、    上部模型中施加索的初始拉力后柱顶的变形情况,与施工生成索结构的柱顶变形接近一致。

 
        再来看看索内力情况,
 

        接着看一下钢柱弯矩分布情况,
 

        数据基本一致,可以进行下部结构分析工作。
        直接看这个例子似乎不需要分两种情况来做,但复杂索结构施工生成很麻烦,采用初拉力法可以直接进行后面的结构分析,一件事情分两个人协作在时间上肯定比一个人要快!

Tags: 索结构

发布: 徐珂建筑结构设计 分类: 结构设计想法 评论: 2 浏览: 319
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readwiki
readwiki 砌体结构,有做圈梁吗?
阳台挑梁要是跟圈梁整合在一起,会安全些。
如果没圈梁就难办了,即使补上为时已晚,变形已经产生了,无法恢复。
我对承重和非承重墙是这样理解的:在建筑上部还能区分,随着应力路径的延伸,在建筑物下部很难再区分哪些是承重、哪些是非承重。
另外,竖向承重好算,地震来了就难说了,万一碰上个豆腐渣工程,正好是推卸责任的借口。

完全赞同第六条看法,让邻居把墙补上。
小徐
小徐 徐工,您好,我是您本家,呵呵。
我是搜索敲掉北阳台和厨房的墙找到您的博客的,太好了,居然还有这么专业的博客。
我家也是框架剪力墙结构,想把承重梁(不是承重墙)的多孔砖墙面大概1米宽敲掉,具体图片和说明在soso.com上这个联接。您能帮我看一下吗?
因为这个是我家设计的一个亮点,如果不那么做,得重新设计,有点不甘心,而且soso上很多人都觉得没有问题,我就想听听您专家的意见。
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