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某酒店玻璃采光頂張弦結構設計

來源:中國幕墻網收集整理  作者:羅光華  日期:2012-10-12
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  【摘要】本文結合喜來登酒店玻璃采光頂的結構設計,介紹張弦梁采光頂結構的計算、拉索預應力的確定、張弦梁的屈曲分析及主要節點的設計,可滿足工程使用要求。
  【關鍵詞】張弦梁 預 應力 非 線性

  根據計算結果,張弦梁上弦桿最大應力比為0.445,其它桿件最大為0.828 ;φ5x85的索最大破斷力為200 0kN ,按規范要求索抗立分項系數取2.0 ,則索應力比為843/(2000/2=0.843,φ5x85索最大破斷力為2782k N,則索應力比為1121/(2782/2)= 0.806 ,均滿足規范要求。

  (4) 抗震分析采用振型分解反應譜法考慮豎向地震作用,計算表明地震作用與其它荷載作用效應組合不起控制作用,計算所得結構前三階振型如下:


  (5) 結構屈曲分析:

  1、 首先對結構進行特征值屈曲分析
  通過線性特征值屈曲分析,可以得到理論上的屈曲穩定特征值系數和屈曲模態。屈曲穩定系數如下表1,第一階屈曲模態見圖3,由分析結構表明結構首先出現失穩表現為屋面結構彎曲失穩。


  2、 非線性屈曲分析結果:

  采用ANSYS進行非線性屈曲分析,根據規范
  [4]要求,以跨度的1/300作為該結構的最大缺陷值,考慮結構幾何非線性的影響,材料本構關系采用理想彈塑性模型,對應荷載工況1.0恒+1.0活得到結構的荷載位移曲線,計算結過得到的失穩時的臨界荷載約為實際荷載的5.5倍左右,大于規范[4]要求,說明結構整體性良好。

  4 主要節點設計
  4.1支座及節點:

  本工程支座主要有兩種連接形式:第一種為與地面和裙房屋頂的固定連接支座具體詳見圖4 ;第二種為與主塔樓連接的水平滑動支座,具體詳見圖5此 支座主要考慮屋面張弦梁結構的預應力自平衡和減少主塔樓在水平地震力作用下對采光頂的影響。

  4.2撐桿與上弦桿、拉索連接節點:

  張弦梁結構下弦拉索與撐桿之間必須固定,其節點構造應保證將索夾緊,不能滑動。本工程采用由2個實心半球組成的索球節點來扣緊下弦拉索,如圖6所 示。下弦索平面外沒有支撐,因此撐桿與上弦構件的節點通常設計為平面內可以轉動,平面外限制轉動的節點構造形式[5] ,詳見圖7所示。


  5 結束語
  (1)張弦梁結構一般跨度較大
  屋面自重輕,在風吸力較大的情況下可能導致下部預應力索拉力喪失,結構是失穩,設計時尤其要注意,必要時須加大結構自重或增加反向穩定索。

  (2)確定索的初始預應力時
  既要考慮結構荷載狀態下張弦梁的安全,又要考慮結構初始態的穩定。

  (3)為保證撐桿與上弦桿和下部索為理想鉸接
  上部采用銷釘式連接鉸,下部采用索球鉸。

  考慮到撐桿在張弦梁外必須具有剛度,因此上部鉸僅為面內鉸,面外須具有一定剛度。


  參考文獻
  [1]張其林。玻璃幕墻結構[M] 濟南:山東科學技術出版社,2006
  [2]白 正仙,劉錫良,李義生。新型空間結構形式—張弦梁結構[J]。空間結構,2001(7)
  [3] GB50009-2001 (2006年)建筑結構荷載規范[S]
  [4] JGJ7-2010空間網格結構技術規程[S]
  [5]董石麟,羅堯治,趙陽等。新型空間結構分析、 設計與施工[M] 北京:人民交通出版社,2006

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