预应力钢结构1022

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1、预应力钢结构10.22§1主要预应力钢结构体系1•塔柱一拉索一钢管桁架结构体系（最具建筑造型表现力，充分展示结构的力学美）2.体内预应力钢管桁架结构体系（概念最直接，接近于预应力碇的简单体系）3.张弦梁结构体系4•预应力网架（壳）结构体系5.弓式预应力钢结构体系6.弦支穹顶结构体系7.索穹顶结构体系&钢索膜结构体系9.预变形预应力钢结构体系§2主要技术研究课题：1.预应力钢结构设计技术责任范围2.索体单元及相关技术的深入理解3.钢结构预应力的概念及英实现过程4.钢结构预应力度的概念与设计方法5.索系布置对结构体系整体稳定承载力的影响分析1.索系对塔柱

2、结构稳定承载力的影响分析7•“塔柱一拉索”顺向风非线性风振计算分析与设计&“塔柱一拉索”横向风非线性风振计算分析与设计9•“塔柱一拉索”空气动力失稳一驰振分析与设计9.斜拉索风雨激振计算分析与设计10."塔柱一拉索”风振控制研究与可实施技术、构造、设计方法研究11."塔柱一拉索”微风共振概念与计算分析设计12."塔柱一拉索”结构疲劳计算分析与构造设计13."塔柱一拉索一钢管桁架”体系地震分析与设计14.节点板弹塑性有限元；索销轴接触应力分析与设计一、预应力钢结构体系技术设计范围及职责划分预应力钢结构体系设计技术包括三个方面：1.预应力钢结构体系设计：

3、（1）结构在各种荷载：静、活（雪）、风、震、裹冰、温度、施工误差等及组合工况下结构强度、变形（刚度）、稳定计算分析与设计（2）该项工作由设计院全部完成，并承担技术责任2.预应力张拉过程结构安全设计（1）预应力张拉施工过程对预应力钢结构体系的形成及最终内力产生影响。a.“塔柱一拉索一钢屋盖”体系；张弦梁结构体系；弦支穹顶结构体系；索穹顶结构体系；钢索膜结构体系为柔性结构体系。空间索网张拉过程同时是体系由可变机构演变为稳定结构的过程。每个张拉过程阶段均需对体系结构强度、刚度、稳定进行计算分析设计。必须对施工全过程进行技术质量控制。b.体内预应力钢桁架体系

4、；预应力网架（壳）结构休系；预变形预应力钢结构体系——预应力张拉次数，预应力度对结构内力及构件均产生影响。同样是设计必须考虑的结1构分析工况。（2）由上可见，预应力钢结构施工过程亦是结构安全必须计算分析设计的工况。必须注意下述两个内容：a.对预应力钢结构对施工资质必须独立设定，严格检查，并明确规定要求（如同预应力栓结构施工）。b.设计单位应与施工企业共同对施工全过程进行结构安全技术质量控制，双方共同承担技术责任。c.设计一施工一体化，作为专项技术应成为发展趋势。1.索体单元结构设计含索、索具两项内容。最主要为索具，一般为铸、锻件。目前工程实际情况，该

5、部分技术设计和责任由生产安装企业单位承担。设计院应关注如下内容：（1）成品索、索具一般须经过行业技术鉴定，并定型生产，安全质量可得到保证。但不可忽略施工偏差因素，几十、上百米长对索具两端节点不产生偏差是不可能的。索与连接耳板发生60甚至以上的偏差。设计院须向加工制作单位明确：必须考虑上述不利因素进行设计。同时设计院应对此状况下索、索具受力机理进行分析。（2）索一索节点“索夹”的设计在主支承结构之外，设计院易忽略。该节点的重要性决定了设计单位须参与设计。对索夹的尺度、材料的非常规性、受力的复杂性，应予以高度重视。其技术设计和责任，设计单位不可无关。二、

6、索体单元及相关技术的深入理解主要技术内容：a.索材料非线性本构关系的深入理解b.索结构安全系数的取值c.索节点钢材性能要求及设计方法（此部分由工厂负责设计制作，设计院应理解原理、方法并控制质量）d.索一索节点一一“索夹”的材料性能，构造设计及计算方法研究，弹塑性冇限元及接触应力分析（理由同前）e.索结构的防腐技术要求f.不同电算软件对索单元非线性的技术处理及适用性1.索单元材料非线性本构关系（1）钢索在其自重作用下的垂度引起索单元的非线性性质：即索的等效（实际）弹性模量随着其应力水平而显非线性变化的性质。索单元等效弹性模量Eeq?EE?(A?L)2E

7、A(?L)2E1?1?12T312?3E—索的弹性模量（满应力状态下）；A—索截面面积；L—索跨度；Y—索的比重（应考虑防腐护层及裹冰）；T—索的张力；o—索拉应力Eeq的计算是一个逐次迭代过程，经若干次迭代运算直至所要求的收敛值为止。根据计算分析，结构跨度不大时，非线性影响较小，可忽略。对跨度大、刚度小的结构，应进行索单元非线性分析。2（2）索弹性模量的减小性质组成索体的高强钢丝弹性模量在1.90Mpa数量以上。在组成索的过程屮，随着钢丝缠绕重复次数增多，捻倾角加大，索体弹性模量逐渐减小。经验公式如下：E索=£8$4acos4P??a—钢丝对钢绞线

8、纵轴夹角？？角？??一钢绞线对钢丝绳纵轴倾由钢丝加工制作成本的工艺不同，工程用索主要冇三类：a.挤包护层纽较