资源描述：
《索网幕墙在自重与静风耦合作用下的找形研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、索网幕墙在自重与静风耦合作用下的找形研究1,2211游溢,陈子立,李文胜,何成(1.国网新疆电力公司电力科学研究院,新疆乌鲁木齐830011;2.重庆大学土木工程学院,重庆400045)摘要:基于连续化理论模型,建立了静风荷载与索网结构∑Z=0⇒面外位移约束及索力共同作用的静力平衡微分方程,结合预22∂z∂z∂H(Hdy)dx-(Hdx)dy+qdxdy+H+y应力竖索和横索结构的既有理论分析,采用伽辽金方法分析x∂x2y∂y2z(y∂ydy)得出索网幕墙结构考虑玻璃自重与平均风荷载耦合作用下∂z∂2z(+dy)dx=0(3)的位移变形解,确定索网幕墙结构的静力作用最大变形位∂y2
2、∂y置;通过算例分析研究自重因素对索网幕墙找形的影响。结果表明,索网幕墙结构在平均风荷载作用下变形最大位移随着玻璃自重的增大而增大,而变形最大位移所在位置随自重的增大逐渐下移。关键词:索网幕墙;静风找形;伽辽金法;平均风荷载中图分类号:TU399文献标志码:A文章编号:1672-4011(2017)07-0066-03DOI:10．3969/j．issn．1672-4011．2017．07．0300前言图1单层索网结构受力图索网幕墙属于典型的柔性结构,结构的形状随着索力和荷载的不同而呈现出不同的结构形状。因此,索网幕墙通常采用预张拉的方法使其内部产生预应力,使结构形成某种形[1]式
3、的空间体系。刘健总结和归纳了现行索网结构的找形[2]理论及方法;翁振江等引进了找形差值修正比例因子矩阵,并给出了该矩阵元素的具体计算公式。现有的对单层平面索网玻璃幕墙结构的研究工作多是在忽略玻璃自重因素图2单层索网结构局部受力图[3-4]影响的情况下进行的,而这种影响也明显地广泛存在于结构初始状态下,初张力决定了横向索的索力,H(x,x0实际工程中,导致竖索的下部预张力明显减小,上部的预张y)与x无关,而Hx(x,y)只是y的函数。竖向索上端索力的力明显增大。本文通过对平均风与结构自重耦合作用下索y向分量为H,仅与x有关。因此,单层索网结构的最终平网结构的静力找形进行研究,通过MA
4、TLAB编写程序对实际yt0衡方程为:工程进行分析,计算索网幕墙结构在平均风与自重耦合作用22∂z∂z∂z下的变形情况,研究玻璃自重因素对结构在平均风作用下变(Hx0+ΔHx)2+(Hyt0+ΔHy-qyy)2-qy∂y+qz=0∂x∂y形的影响,为工程实践中索网幕墙的找形提供一定的参考。(4)1索网幕墙的静风找形在式(4)中,左边第一项和第二项分别为横向索和竖向索对面外荷载的抵抗作用,而在平面外荷载作用下的平面索1．1索网幕墙的微分方程网结构,竖向索与横向索的弯曲变形方向一致,也就是单层平面索网幕墙整体受力如图1所示,局部受力如图∂2z/∂x2和∂2z/∂y2的同号,所以索网平面
5、外荷载由横向索与2所示。取索网结构在静力平衡状态下的一个微分面积dx竖向索共同承担。式中,索网结构的自重因素对平面外荷载×dy,由静力平衡条件可知:的抵抗作用由左边第三项表示,并且在0到l范围内,其微y∂H=0⇒x分值符号由正变为负,说明不同的自重因素对抵抗平面外荷∑Xdxdy=0(1)∂x载的作用是不同的。∂H=0⇒y从几何角度考虑,在x与y方向的单位宽度条带长度上∑Ydxdy+qydxdy=0(2)∂y取微分单元,通过在索长范围内积分计算其伸长量:1lx/22∂zΔSx(y)=∫()dx(5)2-lx/2∂x收稿日期:2017-03-251ly2作者简介:游溢(1988-),新
6、疆乌鲁木齐人,博士,工程师,研究方向:∂zΔSy(x)=∫()dy(6)结构风工程。20∂y·66·从物理角度考虑,上述条带的增量又可以表示为:(14)H-HHlx/22由于α1和α2的表达式较为繁琐故采用此符号代替xx0+x∂zΔSx(y)=lx∫()dx(7)EAx2EAx-lx/2∂x然后可以通过迭代修正法求解方程(14)。取λ的初始H-H1ly2值为λ=H/ql代入到式(14),求解常数项及系数α、αΔS(x)=ytyt0l+∫(∂z)(H-qy)dy0yt0yy1yEAy2EAytyyx0∂y,把式(14)中的线性部分求得的C作为其初始解,用迭代21(8)法对C进行修正,
7、构造其迭代式为:1根据索网变形的几何物理关系可得变形协调方程:1/3C=11[(2λ-1)ln(1-1)+2]q-αC/αΔHlx/22EA-Hlx/221,i+1{{30λzlxly21,i}1}+x∂zxx0∂zΔHx∫()dx=∫()dx2lx-lx/2∂x2lx-lx/2∂x(15)(9)然后将λ和C值代入式(12)求得ΔH,通过式(16)对01yΔHly2EA-Hly2λ的值进行修正:+y∂zyyt0∂zΔHy∫()dy=∫()dy+2ly0∂y2ly0∂y
