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,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)置過大,不利荷載作用下,某些張拉桿將因其強度不足而破斷,致使結(jié)構(gòu)毀壞;如其
截面設(shè)計過大,不利荷載作用下,這些張拉桿雖不會因其強度不足而破斷,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,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:
對于普通強度
不銹鋼材,當(dāng)以其抗拉屈服
強度設(shè)計值fd考慮時,設(shè)為:
25%≤σ0/fd≤50% (1) 對于高強度鋼材,當(dāng)以材料抗拉極限強度設(shè)計值考慮時,如取其設(shè)計值為: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,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腹形,直索形最差。同一種組件其本身的幾何構(gòu)成對于其抗彎剛度也有不小影響。張拉索的初張應(yīng)力對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。
在實際工程中對于張拉索桿結(jié)構(gòu)體系的撓度控制十分必要,它對防止玻璃幕墻結(jié)構(gòu)不必要振動、玻璃
擠壓破壞等有重要的意義。要求過嚴(yán),實際工程很難達(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算
1.集合式結(jié)構(gòu)體系中的玻璃強度計算
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),其受力相對獨立,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性尚不清楚;點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)力和強度的嚴(yán)格計算有待深入研究。一些研究表明:點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始發(fā)生;點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,此承載力可能比相應(yīng)均布荷載下玻璃板面的
抗彎強度高,否則較低。有鑒于此,對于有孔玻璃面板的承載力計算,一般可分別計算其玻璃板面的抗彎強度和點支處
節(jié)點承載力,并取二者中的較低者,以保證安全。
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