预应力拉索布索和加载方案的选择

时间：2016-09-18

预应力拉索结构是一种新型空间结构,目前国内外还少见有系统的研究,过去的研究也大都以解决预应力拉索实际工程问题为目的展开实用性研究。预应力拉索结构的技术关键是寻找在网壳基本结构中利用钢索所施加的较佳预应力值及较佳布索方案的选择,即预应力拉索结构的优化设计。较佳预应力值应该是使结构在施加了预应力后取得较轻设计时的预应力值,也就是说由于预应力的施加,在网壳基本结构中应该产生较大量的减力杆,少量的中性杆和增力杆,施加的预应力,是人为引进的一种结构控制力,籍此可对预应力拉索结构在静载作用下的内力和变形进行调整。本文将**利用数学规划中的线性规划方法来寻求网壳结构的较佳预应力值。预应力拉索厂家可以选择泰州市翔宇吊索具有限公司，联系人张总，150-52-888-715。 

预应力拉索布索方案的选择 
在给定的网壳形式和跨度,给定的网壳结构矢跨比和结构厚度前提下,在什么位置,什么方向施加预应力拉索,也会对整个结构的内力分布产生重要影响,同时预应力拉索的布索方案的选择与较佳预应力值的选择又是相互依赖相互影响的,它们是相互耦合的一对矛盾。但是预应力拉索的布索方案又不是任意的,不能单纯从受力角度出发,它还有一个现实可能的问题。例如对于一个圆形平面,现实可能的预应力拉索布索方案一是沿环向施加,再者是横跨网壳空间沿对角线施加,但是如果业主提出不能影响室内空间的使用,则*二种布索方案就被否定,那么只有沿环向布索,因而可以说预应力拉索布索方案的选择相对简单些,可以在现实可能的有限几种方案中选择,本文不再赘述。

预应力拉索结构的加载方案选择 
预应力拉索结构加载方案的选择,实际上就是预应力拉索结构全过程计算分析的过程,也就是在设计或分析时根据屋面荷载的可分性(因屋面荷载可以分级分批的施加),施工设计与工艺的可行性,结合具体情况来选择预应力施加的顺序及大小。 以普通的受拉杆件为例,若对该受拉杆件施加预应力,使**先承受压力,则在外荷载作用下,首先应抵消预压力后才开始受拉,这样利用受拉构件材料的承载力,是从-fy到+fy,当然对它施加预应力的高强钢材将始终受拉。如果杆件在开始时先受一部分荷载作用而受拉,使应力达到 +fy,已经耗尽了其承载力,这时再以高强钢材对之施加预压力,把拉杆中的拉力抵消掉,甚至可以使之受压,达到 -fy,则拉杆又恢复了承受外载的能力,在*二部分荷载作用下,又可使之由压应力-fy增至+fy,这样就反复利用钢材承载力的5倍。一般而言,预应力拉索加载方案的设计阶段数 n与反复利用钢材承载力的倍数k存在下列关系。

从对拉杆施加预应力的方法来分,在工程中常用的预应力拉索加载方案有下列三种: 
(1)五阶段设计理论:加载→张拉→再加载→再张拉→ 再加载。这种预应力拉索加载方案利用了9次杆件的承载力,故经济效益高,但是由于多次预应力使施工和构造较繁,而且设计还要考虑荷载的可分性和实施的现实可能性。例如攀枝花体育馆工程中,屋面荷载可分3次加上,即网壳在设计标高就位后,**隔环加上约半数混凝土屋面板,施加**次预应力后再加上余下的约半数屋面板,施加*二次预应力后再加上余下的屋面构造、屋内吊顶、灯光、马道等全部设计荷载。特别应注意的是,荷载的划分要适当,否则会影响到预应力拉索的经济效果和结构的位移形态,即改变荷载态和预应力态就会产生不同的效应。
(2)两阶段设计理论:张拉→受载。这种方案预应力拉索先于结构受载,利用了杆件的3次承载力,施加预应力的工艺比较简单,一般可在现场完成,但结构的效率较低。 
(3)三阶段设计理论:加载→张拉→再加载。这种预应力拉索方案是在网壳结构就位后,先加部分荷载使之处于受荷状态,首先利用杆件的承载力,然后张拉预应力拉索,对杆件施加预应力至其反向承载力的极限,最后加上余下的全部荷载,达到杆件承载力的设计值。由于这种方案5次利用杆件的承载力,又只张拉一次预应力,故施工简便,经济效益较好,常被采用。

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