预应力钢结构拉索参数的研究进展.pdf

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1、ValueEngineering·157·预应力钢结构拉索参数的研究进展ResearchProgressofCable'sParametersinPre-stressedSteelStructure苟鑫①GOUXin；杨思琦②YANGSi—qi(①中国建筑西南设计研究院有限公司，成都610042②江苏科技大学土建学院，镇江212003)((!)ChinaSouthwestArchitecturalDesignandResearchInstituteCorp．，Ltd．，Chengdu610042，China；(~)SchoolofArchitectureamtCiv

2、ilEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)摘要：拉索参数的确定是预应力钢结构的关键问题之一。本文总结了预应力钢结构中拉索关键参数的研究状况，着重分析了存在问题和研究趋势，并结合竖向预应力钢结构体系简要介绍了一种新的拉索参数确定方法。Abstract：ThedeterminationofcableSparametersisoneofthekeyproblemsforpre-stressedsteelstructure．Thispapersummarizedth

3、eresearchoncable'sparametersinpre-stressedsteelstructure，andputemphasesontheanalysisofexistingproblemsandresearchingtrend，thenintroducedonemethodtodeterminecableSparametersforverticalpre-stressedsteelstructure．关键词：预应力；钢结构；拉索；参数Keywords：pre—stress；steelstructure；cable；parameters中图分类号：TU

4、394文献标识码：A文章编号：1006—4311(2014)16-0157—030引言概念，Yuan等171提出了一种能够求解各种索穹顶结构的整预应力为钢结构带来了巨大的创新潜力，无论对于结体自应力模态方法(DSVD法)，并对具有多个整体自应力构体系形式，还是在提高性能、节省材料等内在品质上，预模态的索穹顶结构，以外圈环索初内力最小为目标、以各应力都显示出旺盛的生命力。预应力钢结构学科从诞生到模态组合系数为参数进行优化，获得最终预应力。2010现在经历了近七十年，从最初的预应力钢梁、钢屋架和钢年，Wang等[8／考虑拉索自重，对Geiger索穹项的上述预应栈桥等发展

5、到预应力刚架、空间桁架、网架及网壳结构，以力分布简化计算理论进行了完善。及索网、索膜、弦支穹顶等新型结构【”。近年来我国预应力通过上述研究，可以比较方便的确定拉索预应力分钢结构的发展势头尤其迅猛，这既是我国经济发展在建筑布，而且具有明确的结构概念，利于定性判断，纵观上述研领域的外在表现，更是节约能源、降低成本对于建筑结构究还深刻体现了“提出一般概念和准则个体研究一归纳内在的技术发展要求。更普遍的方法”这样一条螺旋递进思路；但上述文献同时通过拉索实现对钢结构施加预应力，是预应力钢结构指出，最终的预应力度则需要根据后续各荷载工况进行优中的一个重要群体。因此，拉索在预应力

6、钢结构中扮演着化分析来确定，并研究了不同优化模型和算法。2010年，重要角色，如何确定拉索参数，包括拉索直径及拉索初拉刘学春、张爱林网首次将粒子群优化算法引进到预应力钢力，成为预应力钢结构关键的学术问题。结构优化中，考虑荷载多工况作用，对几何形状、预应力1基于结构拓扑关系。确定初始预应力分布模态的度、截面尺寸实现同步优化，研究成果应用于2008奥运会研究羽毛球馆。通过优化分析确定拉索截面和预拉力，是一种近20多年，预应力空间钢结构的研究和应用一直是方法，并具有精确性。但是优化工作量较大，特别是难于反热点；其中拉索的初始预应力分布模态是一个关键问题；映拉索参数与结构性

7、能的影响关系，或者说难以定性甚至国外起步相对较早，近1O年则以国内为主。简捷的定量确定拉索参数。基于平衡矩阵理论确定索穹顶初始预应力分布，类似于索穹顶初始预应力分布模态的定性或简捷定PeHegrino和Calladine上世纪八九十年代做了开创性的工量的确定方法研究，关于弦支穹项预应力值的这种确定方作[2131。2001年，袁行飞、董石麟i41针对Geiger提出的索穹顶法也得到了一定研究。体系，从其特有的杆件拓扑关系入手，提出了整体可行预2003年，康文江、陈志华等[】0l针对LameHa弦支穹顶应力概念，即“杆受压、索受拉i同类杆件初始内力相等i满的拓扑关系