张拉索初始张
拉应力值的选定与最小值的控制
张拉索杆结构同其它结构的根本区别在于其受
拉杆件应始终处于张拉状态,即必须保持其内力是正定性。一旦呈现非正定时,结构刚度将极大降低或承载力丧失。而保持张拉杆受力正定性的关键是正确地设定其初张力值。初张力值设置过小,不利荷载作用下,一些张拉杆将因其内力减小为零(负)而退出工作,致使结构性能退化;如果初张力值设置过大,不利荷载作用下,某些张拉杆将因其强度不足而破断,致使结构毁坏;如其
截面设计过大,不利荷载作用下,这些张拉杆虽不会因其强度不足而破断,但却材料增多,索直径粗影响结构的轻盈通透性。对于结构组件,当作为玻璃幕墙结构,可能承受正、反两方向荷载时,其主张拉索杆的初
张应力值σ0的范围可按以下建议设置:
对于普通强度
不锈钢材,当以其抗拉屈服
强度设计值fd考虑时,设为:
25%≤σ0/fd≤50% (1) 对于高强度钢材,当以材料抗拉极限强度设计值考虑时,如取其设计值为:fd≤0.45fu,将其代入式
(1)取整则有:
12%≤σ0/fd≤22% (2) 需要指出的是,初张力对张拉索结构是必须的,且随其值的增大,组件刚度也有提高,但提高有限,不如增大张拉索的面积有效。
至于重力性索的初张力可不必施加过大,σ0/fd≈10%;稳定性索的初张力,则应根据被保证构件稳定性需要的支撑力,参考有关资料确定。
六.关于基本结构组件的抗弯刚度及挠度控制与要求
对于张拉索杆结构体系的一些常用的基本结构组件,一般地说,其抗弯刚度取决于组件的几何形式、矢高、矢跨比、张拉索杆的堆面积和张拉索的初张应力。就组件的几何形式而言,相同条件下,自平衡体系最好:其次为非自平衡体系中的双索鱼腹形,直索形最差。同一种组件其本身的几何构成对于其抗弯刚度也有不小影响。张拉索的初张应力对其抗弯刚度虽有不可忽略的影响,但当张拉足够紧后,张拉索张力的增加对其抗弯刚度的贡献很有限,如欲提高其抗弯刚度,需要增大拉索截面积或调整组件的几何形式和尺寸。
在实际工程中对于张拉索杆结构体系的挠度控制十分必要,它对防止玻璃幕墙结构不必要振动、玻璃
挤压破坏等有重要的意义。要求过严,实际工程很难达到,也不一定需要;要求太松,又可能出现工程损害,具体指标尚待研究。
七、关于有孔玻璃面板的承载力计算
1.集合式结构体系中的玻璃强度计算
前已指出:集合式结构中的玻璃是体系中的附属性结构,其受力相对独立,不受其支承(基本)结构的影响。在垂直于玻璃面板均布荷载,如风等的作用下,玻璃板面受弯曲工作。由于玻璃板
钻孔、切边、磨边以及钢化等加工的影响,其边缘类裂纹性缺陷大小的随机性尚不清楚;点支式有孔玻璃板孔边应力集中,因受连接组件、板厚度及其孔的几何特性等影响,故其应力和强度的严格计算有待深入研究。一些研究表明:点支有孔玻璃板在垂直于玻璃板面均布荷载作用下其破坏常由孔边开始发生;点支处承载力与玻璃板厚度、孔径及其连接组件的结构构造和材料等因素有关,当这些因素有较好匹配时,此承载力可能比相应均布荷载下玻璃板面的
抗弯强度高,否则较低。有鉴于此,对于有孔玻璃面板的承载力计算,一般可分别计算其玻璃板面的抗弯强度和点支处
节点承载力,并取二者中的较低者,以保证安全。
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