幕墙折线形钢索预张力确定和复合荷载作用的计算

　　3. 算例及讨论

　　算例：幕墙折线形钢索=8.6、=1.95、=3.85、=5.75、=7.65；=0.65、=0.85、=0.85、=0.60，正、负风压钢索1×19，16，=1.4×，。承受正风压荷载与地震组合荷载作用，经计算得、、、玻璃自重由重力索传递偏心荷载、、、，承受正风压索受力及几何尺寸示意图如图3所示，试用HWFACS-II Mode II yes-w模块计算[1]折线形钢索预应力折线钢索在、及作用下的各段张力及位移。

　　根据HWFACS-II(新版)Mode II yes-w计算软件，采用对话框输入折线钢索的基本参数包括形态参数，，，，杨氏模量，荷载参数，(也可由基本风压，体形系数，建筑标高及地震抗震设计级别等自动算出)自动生成计算文件，算出：

　　=0，在、作用下，，，，

　　变形后正风压钢索长度=8.9172，(见(6)式)

　　变形前正风压钢索长度=8.90597，(见(7)式)

　　折线钢索绝对伸长=0.01121

　　由实验得变形修正系数＝0.25，(见(10)式)

图3 工程算例示意图

　　在、及作用下Mode II yes-w计算结果：

　　经过算证满足，平衡条件。

　　预张力与钢索最大张力之比＝19.38％。

　　从计算结果显示在及作用，折线形钢索未加预张力=0得到的位移比加预张力=8649.7得到的位移为大，说明增加预张力的作用，使折线形钢索结构刚度提高，与实验结果及幕墙工程实际应用相等。

　　本算例得到的预张力与最大钢索张力的比为19.38%，与幕墙钢索设计手册选取17%基本相近，本算例更符合实际。

　　折线形钢索两端、如加平衡钢杆，变成自平衡体系结构或杆索结构。考虑平衡杆与钢爪连接的不锈钢及钢索组合结构，并考虑端为固定铰支座，端为活动铰支座，得到幕墙杆索对称或非对称结构。本公司开发另一套幕墙杆索结构有限分析计算软件(PWFACS)，计算杆索的内力及位移。HWFACS及PWFACS计算软件已在广州第二少年文化宫、广州白云国际新机场、北京凯晨广场等多项幕墙工程中应用。

　　参考文献:

　　[1] 杨欢军、潘冬、谢观健等，幕墙折线钢索有限分析计算软件及应用，(J)广东土木与建筑，2004，5;15-16，

　　[2] 冯国敏、毛伙南、郭金基、张开成，幕墙钢索强力和位移有限分析计算及实验的研究(J)广东土木与建筑，2005，10，26-28，

　　[3] 姜清海、郭金基等，钢索结构的有限分析法(J)中山大学报(自然科学版)2002，41(5)：15-18。

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