大跨结构第五章索结构3.ppt

4.3.1 索结构的施工 主要包括边缘构件的施工和拉索的制作和张拉。 索结构的边缘构件主要包括钢筋混凝土圆环梁，拱，水平梁等。预留索孔的位置。 钢丝下料长度的计算： 两锚头之间的净长+2◆（锚头长度+锚头端部露出钢丝 长+垫圈厚度）。 ◆施工要点 施工比较简单，不需要大型的起重设备，不需要大量的脚手架，所以施工费用省，工期也短，屋盖的安装一般只需要几个星期。 （1）施工个设计联系非常密切，主要是预张拉的步骤，如果有改变，就可能引起内力的很大变化； （2）结构的架设并没有一定之规，但一般来说，总是先建立支承结构（柱，框架或地锚等），然后按规定的步骤进行预应力张拉（见图）和铺设屋面； ◆北京工人体育馆的施工实例 1）安装钢内环； 2）安装钢索； 3）在下索就位后随即建立下索初应力； 4）内环就位； 5）施加预应力； 6）铺设屋面。 4.4 组合空间结构 4.4.1 概述 组合结构—使用不同的结构单元或不同的材料组成的一种空间结构。 组合结构的目的—改善原有结构的性能。组合网壳的例子。 组合空间结构的形式—张拉网架，张拉膜结构，组合索网（采用正高斯曲率的空间拱或网壳和负高斯曲率的索网相配合）。 根据工程的需要可以有很多的组合新结构。没有几乎完全一样的组合结构。 4.4.2 张拉组合空间结构 ◆斜拉网架结构 放射式，竖琴式，扇式，星式等，见图。 ◆斜拉网架的特点 1）节约钢材， 2）改善网架受力，杆件内力趋于均匀。 ◆塔柱可以采用钢筋混凝土，钢管，钢管混凝土等结构形式。 ◆悬索网架结构 有两种悬索网架结构方案。B方案的柱子较低。悬索的吊点不对杆件产生水平分力。它的缺点：屋面刚度差，如果保证刚度，就必须加大索力。 ◆优点 1）增加了网架的刚度，跨中挠度明显减少； 2）降低了网架杆件内力，特别当跨度较大时更为明显； 3）悬索网架改善了网架受力状态，使得杆件的受力更为均匀；内力峰值不一定在跨中，而且数值大大降低； 4）减少了网架刚度，增加了净空； 5）节约总用钢量，跨度越大越经济，而且当跨度达到60—80m时，仍可以采用螺栓球网架，而不需要焊接空心球网架。 ◆悬索网架设计中应该注意的问题： 1）主索的数量应适宜； 2）索的初应力不宜过大，一般不超过0.2~0.3fptk ,终应力不超过0.4fptk ； 3）网架高度应该取网架经济跨度的下限值，即L/16~L/22（L为网架的跨度）的下限。 4）塔柱的高度取主索垂度加1.5m即可； 5）主索和塔柱的连接可以采用柱顶钢鞍，也可以直接铆固。拉索在任何情况下均需要做防腐处理，有缠包法，采用耐候性防水涂料，树脂等对钢索进行多层涂覆，再用玻璃纤维布或聚脂带进行缠包，外层加护罩；还有套管法，在套管内填充水泥浆或防锈材料。 ◆张弦网架结构 几种张弦网架结构形式。 以上几种结构形式统称为张拉式组合空间结构。 4.4.3 组合空间网格结构 ◆组合网架结构—钢筋混凝土板代替网架的上弦，需要在钢筋混凝土板加肋。 ◆组合网壳结构 单层网壳在不对称荷载作用下整体稳定性差。 将单层网壳的屋面板适当加强（加肋等），与网壳的杆件连接成为一个整体，则可形成组合网壳，计算中必须考虑屋面板参与结构的整体受力。 4.5 索穹顶-兼张拉整体结构 Buckminster语：压力存在于拉力的海洋中 索穹顶的原理： 4.5 索穹顶-兼张拉整体结构 索穹顶的原理： 4.5 索穹顶-兼张拉整体结构 索穹顶的原理： 4.5 索穹顶-兼张拉整体结构 索穹顶的原理： 4.6 索结构的静动力计算 4.6.1 索结构的静力计算 目前采用的方法主要是动力平衡方程的不变刚度法和 Newton-Raphson法。通过计算机进行求解。 4.6.2 索结构的自振特性计算 对于悬索结构，由于自由度多，因而要计算其全部的振型和自振频率是很困难的，也没有必要这么做。人们主要关心的是前几阶自振频率和振型。目前求解频率和振型的主要方法就是子空间迭代法。数值计算方法。 4.6.3 悬索结构的地震反应分析 ◆反应谱法 作用于索结构上的水平地震力可以按照振型分解反应谱 法等效成静力荷载。 ◆时程分析法 * 第4章 索结构 第3节 索结构的施工 第4章 索结构 第3节 索结构的施工 第4章 索结构 第4章 索结构 第3节 索结构的施工 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合结构 第4章 索结构 第4节 组合