第四版拉索式幕墻[教育材料]

1、拉索式點連接全玻璃幕墻張芹一、 概 述 拉索式點連接全玻璃幕墻是將玻璃面板用鋼爪固定在索桁架上的全玻璃幕墻。 它由三個部份組成：玻璃面板、索桁架、錨定結構。索桁架是跨越幕墻支承跨度的重要構件，索桁架懸掛在錨定結構上， 它由按一定規(guī)律布置的高張強度的索及連系桿組成。索桁架起著形成幕墻系統(tǒng)，承擔幕墻承受的荷載并將其傳至錨定結構的任務。錨定結構是指支承框架（屋面梁、樓板梁、地錨、水平基礎梁等組成），它承受索桁架傳來的荷載，并將它們可靠地傳向基礎，同時錨定結構也是索桁架賴以進行張拉的主體，索桁架要強力拉緊后才能形成幕墻系統(tǒng)。為了獲得穩(wěn)定的幕墻體系，必須施加相當?shù)睦Σ拍芸嚲o，跨度越大，所需的拉力就越大

2、，為此就須要有承受相當大反力的錨定結構來維持平衡。玻璃面板由安裝在索桁架上的鋼爪進行固定，作填縫處理后，最終形成幕墻系統(tǒng)。玻璃面板、索桁架、錨定結構組成幕墻系統(tǒng)。三者互相依存、互相制約、互相影響。索桁架要懸掛在錨定結構上進行張拉，才能形成具有固定形狀和剛度的桁架。因此，錨定結構除了承受主體結構使用荷載（自重、活荷載、風荷載、雪荷載、地震作用）外，還要承受索桁架的預拉力以及索桁架受荷后產(chǎn)生的拉力（反推力）。而且這個拉力相當大，它產(chǎn)生的效應有時甚至會超過使用荷載（作用）的效應，如果在設計建筑物主體結構時，對支承索桁架的錨定結構不考慮索桁架拉力產(chǎn)生的效應，拉索式點連接玻璃幕墻就無法使用（改用剛性桁架

3、），或必須對主體結構進行加固補強（這時可能會影響其建筑效果），同時錨定結構在施工和使用過程中的撓度（變位）等又對索桁架和面板產(chǎn)生影響，影響索桁架的有效預應力值（預應力損失值）和索桁架的形狀，從而影響面板的位置和效應，面板的剛度也會影響索桁架的剛度和穩(wěn)定。索桁架是柔性的張拉結構，在沒有施加預應力之前沒有剛度，其形狀也是不確定的，必須通過施加適當?shù)念A應力賦于其一定的形狀，才能成為能承受外荷的結構。在給定的邊界條件下，所施加的預應力系統(tǒng)的分布和大?。ㄟ@是一套自平衡的內(nèi)應力系統(tǒng)），同所形成的結構初始形狀是相互聯(lián)系的。如何最合理地確定這一初始形狀和相應的自平衡預應力系統(tǒng)，就是張拉結構“外形確定”（或更確

4、切地稱之為“初始平衡狀態(tài)的確定”）這一命題要解決的任務，這是索桁架這種張拉結構設計中的一個關鍵問題。索桁架以一系列受拉索為主要承重構件，這些索按一定規(guī)律組成各種不同形式的索系，并懸掛在相應的錨定結構上。索桁架是靠結構變形后產(chǎn)生的拉力來平衡外荷，索桁架既連結玻璃面板又連接主體結構，既要有足夠的（索）變形以平衡外荷，又要求變形不致過大，從而保證玻璃面板和建筑立面的平整性和水密性。索桁架由兩層索（承力索、穩(wěn)定索）以及它們之間的聯(lián)系桿組成，雙層索和連系桿一般布置在同一豎向平面內(nèi)，雙層索系要分別錨固在穩(wěn)固的錨定結構（支承框架、地錨、水平基礎梁等）上，這樣才可以對體系施加預應力，對索系進行張拉，使索系繃緊

5、；使索內(nèi)保持足夠的預應力，以保證索系具有必要的形狀、穩(wěn)定性。由于存在預應力，兩層索一起抵抗水平荷載作用，從而整個索系的剛度得到提高。預應力雙層索系是解決索桁架形狀、穩(wěn)定性問題的一個十分有效途徑。索桁架依托的錨定結構和采用剛性結構幕墻的主體結構的要求是不一樣的：采用剛性結構幕墻的主體結構除了使用荷載（結構自重和活、雪荷載）外，只承受由幕墻連結件通過點連結傳來幕墻上的水平作用（風荷載、地震作用）和豎向作用（自重）。索桁架依托的錨定結構除了承受上述作用外，還要承擔張拉索桁架的預應力以及索桁架受荷后產(chǎn)生的拉力（反推力），這就要求這些錨定結構在主體結構使用荷載和索桁架拉力共同作用下能滿足安全使用，即其承

6、載能力在上述荷載共同作用下，要滿足要求，其正常功能（撓度）也要在控制范圍之內(nèi)。如果錨定結構在承擔使用荷載后，其承載能力不能承受索桁架的拉力，這樣拉索式點連接幕墻就不能施工或要采取加固補強措施。 G+L (S) G+L(S)W0.6E 0 G(幕) W+0.6E H錨定結構一般有下列幾種形式： G(幕) 1、懸挑結構。在主體結構上用鋼（砼）梁懸挑一定長度在梁端懸掛索桁架，這要在懸挑梁端固定索桁架相應位置上設懸掛索桁架的錨墩，如果懸挑距離較大，為提高梁的抗傾覆和剛（撓）度，在懸挑梁下方與主體結構間設斜撐。在地面設地錨（水平基礎梁），地錨（水平基礎梁）在連結板相應位置上設預埋件，連結板固定在預埋件上

7、，懸挑梁與地錨（基礎梁）共同組成錨定結構，這種結構一般用于在主體結構外側由玻璃幕墻與彩光頂組成 （圖11-27）的通廊建筑上。（圖11-27）2、縱梁上直接安裝索桁架，上錨墩安裝在梁兩側次梁上，下面固定在地錨（水平基礎梁）上，這種多用于大廳的外墻系統(tǒng)(圖11-28）。 3、無次梁且主梁反向上的樓板梁，在梁底設鋼梁，鋼梁焊在樓板上（斜錨筋錨入梁）的預埋件上，這是由于索桁架矢高大于梁寬，采取的構造措施（圖11-29）。 4、上錨墩固定在反梁底（圖11-30）。錨定結構的大梁在荷載（作用）和索桁架拉力作用下會產(chǎn)生撓曲，即假定在僅有自重時梁是平直的，在承受活 （雪）載和預拉力后梁會產(chǎn)生撓曲，這時索桁架

8、（尤 (圖11-28）其中部的索桁架）跨度會縮短，這樣處于同一柱距內(nèi)的各索桁架的跨度和分格長度就不一致，這就要求在控制懸挑梁（樓板梁、次梁）標高時，應按主梁在幕墻自重和索桁架拉力等作用下產(chǎn)生的撓度予以反變形預調(diào)，達到在全部索桁架張拉完畢錨固后，各榀索桁架的上錨固點在同一水平位置上，即所有索桁架的跨度應等高的（圖11-3132）。 （圖11-29） （圖11-30） 梁撓曲后索桁架不等高。 反變形預調(diào)的主梁，在所有 索桁架張拉后，梁平直、索桁架等高 圖11-31 圖11-32索桁架是逐榀施加預拉力的，后一榀索桁架施加預應力時，使梁產(chǎn)生新的撓曲，使已安裝好的索桁架產(chǎn)生新的變位（即這些索桁架的跨度又

9、進一步縮短），這樣會使先前施工的索桁架產(chǎn)生預應力損失（圖11-33）。梁L6000 40C工字鋼 P6KNI985000004 E2.06105fC=fD= =0.92mm 樓面上的活荷載或者屋面上的雪荷載的變化引起主梁撓度 的變化，也會發(fā)生上述對索桁架的影響，但比預應力的影 _ 響要小。 6KN 圖11-33 采用索桁架的建筑物的某個立面有時為了滿足使用功能要求，要開門洞等，這時將影響整個立面力學體系的平衡，需采取相應的構造措施（如在門洞處設置鋼桁架作為下錨墩的固定點，這時必須對鋼桁架進行全面分析，即在荷載和拉力共同作用下的效應分析，滿足兩方面共同作用下的要求，并達到相應的強度、剛度）。溫度

10、變化也會使索長度改變，例如：安裝時溫度為30，使用時達到0，T30度，這時LLT， 如果L20000，L200001.810-53010.8, L/L11852， 對索桁架的影響不會很大。索桁架由于主梁撓度變化引起的跨度和分格長度變化，勢必影響固定玻璃面板的鋼爪位置的位移，這種位移對玻璃（尤其點連接處）會產(chǎn)生明顯的影響。玻璃面板對局部荷載很敏感，在局部荷載作用下，在荷載作用的位置將會產(chǎn)生很大的變形，這就要求玻璃面板具有足夠的變形性能與其相適應。如果玻璃面板與索桁架的連接形成剛度較大體系，面板將不可避免地要參與索系的工作，成為索系的分布結構，這對索系來講可能并不重要，但對玻璃面板而言，就可能由于

11、附加內(nèi)力而提前破壞，這樣在設計玻璃面板與索桁架連結時，宜采用可微動節(jié)點。索桁架是拉索式點連接全玻璃幕墻的核心構件，它由兩層鋼索（分別起承力索和穩(wěn)定索作用）和連系桿組成，它懸掛在主體結構上時，要用錨具與主體結構連接，索桁架上安裝鋼爪用來固定玻璃?，F(xiàn)在使用的索桁架主要有兩個形狀：折線形和拋物線形（魚形）。矢跨比：18 125 ，宜取110 112 。 索桁架由索、連系桿、錨具、鋼爪等組成?，F(xiàn)分述如下：、 鋼索：一般采用不銹鋼絞線。（67+1WS，或619+1WS）。GB994488不銹鋼絲繩對其技術要求作了規(guī)定。鋼索接頭應符合GB6946-86鋼絲繩鋁合金壓制接頭的要求。、 連系桿：一般采用不銹鋼

12、園棒，直經(jīng)從25 75，視工程需要而定，其質(zhì)量符合GB1220不銹鋼棒和GB4226不銹鋼冷加工鋼棒的要求。、 錨具：其技術要求要符合GBT143702000預應力筋用錨具、夾具和連接器及JGJ8592預應力筋用、錨具、夾具和連結器應用技術規(guī)程的規(guī)定。、 鋼爪：按形狀分有H形、X形、I字形等。按外表面形狀分有浮頭式、沉頭式中空玻璃用有全貫通式和單片（內(nèi)片）式。按可調(diào)方式有固定式、球鉸式和豎向彈簧式。其質(zhì)量應符合行業(yè)標準點式全玻幕墻支承裝置的要求。索桁架的下料幾何尺寸與剛性桁架取值是不一樣的，即它要考慮張拉后的伸長（圖11-33 ），這在設計時必須認真計算，反復推敲，并且要先試組幾榀，進行實測后

13、調(diào)正設計參數(shù)，才能使索桁架在張拉后達到預定的初始形狀和各節(jié)點位置，同時還必須考慮固定端錨具變形和鋼絲滑動的影響。索桁架張拉時的預應力施加給錨定結構，錨定結構就承受了若干個集中荷載，勢必產(chǎn)生效應。必須認真計算這些效應，并使錨定結構的承載能力（強度）達到要求，撓度控制在允許范圍之內(nèi)，并按錨定結構的預計撓度對錨墩位置進行反變形預調(diào)。對單向索桁架還要設水平索，它同樣是雙層索，類似桁架間水平支撐，它在索桁架全部安裝固定并張拉完畢后安裝。如果僅作為支撐時，其預拉力可取索桁架鋼索預拉力的70。也有一種索網(wǎng)結構，即豎向和水平方向索桁架均為受力構件，這時索網(wǎng)就是雙向結構。對重要建筑要用有限元分析雙向支承的效應，

14、而對一般建筑可采用簡化近似方法即擬梁法，把雙向索網(wǎng)當作交叉梁系，對兩個方向的索桁架進行內(nèi)力分配后，按平面索 圖11-33 桁架進行內(nèi)力分析。分配系數(shù)見表11-1417。 玻璃面板固定在索桁架的鋼爪上，一般在玻璃上開洞，穿入鋼爪浮頭（沉頭）式桿件后固定。玻璃可采用單片鋼化玻璃、鋼化中空玻璃、鋼化夾層玻璃和鋼化夾層中空玻璃。當有需要時，還可進行鍍膜。單層玻璃用于沒有保溫要求的建筑，對有保溫要求的建筑應采用中空玻璃。從2000年10月1日起執(zhí)行的建設部關于民用建筑節(jié)能管理的規(guī)定，對寒冷地區(qū)和嚴寒地區(qū)窗的傳熱系數(shù)應小于4.0規(guī)定，就必須采用中空玻璃。二 預 應 力從以上分析中可以看出索桁架的預應力是其

15、生命， 索桁架預應力的建立是索桁架獲得必要的結構剛度和形狀穩(wěn)定的必要措施。預應力的數(shù)值應根據(jù)索桁架在各種可能的荷載情況下，任意一根鋼索都不發(fā)生松弛，且保持一定大小的張力儲備的原則，在實際設計中需要結合受載計算，經(jīng)過試算、調(diào)整來確定。預應力鋼筋的張拉控制應力值是指張拉鋼筋時，張拉設備（千斤頂）所指示的總張拉力除以預應力鋼筋面積得出的應力值，以con值表示。為了充分發(fā)揮預應力的優(yōu)點，張拉控制應力值宜盡可能高一些，但張拉控制應力值太高也有缺點，在施工階段，對錨定結構產(chǎn)生的效應就大,需要增大錨定結構構件的斷面。此外如果con太大，也可能發(fā)生危險，尤其是為了減少預應力鋼筋的松弛損失，往往需要進行超張拉，

16、這時如果把con定得太高，由于預應力鋼筋的實際標準強度并非根根相等，而是在一個范圍內(nèi)變動，勢必有可能在超張拉過程中個別鋼筋達到和超過它的標準強度值而可能破斷，因此應適當留有余地，所以預應力鋼筋的張拉控制應力值應予以控制。con的大小主要與預應力鋼筋的鋼種及張拉方法等因素有關。張拉控制應力值與鋼種有關，熱軋鋼筋的塑性較好，到達屈服強度后有較長的流幅，所以con可以定得高一些。鋼絲和鋼鉸線的塑性較差，沒有明顯的屈服臺階，con就要定得低一些。張拉時控制應力值與張拉方法有關，后張法的張拉力由錨定結構承受，它受力后產(chǎn)生撓曲，所以千斤頂所指示的張拉控制力是已扣除錨定結構撓曲變形后的鋼筋應力，因此當con

17、值相同時，不論受荷之前還是受荷之后，后張法構件中鋼筋的實際應力值就比先張法構件中的實際應力值為高。為此后張法構件的con值，應低于先張法構件。參照混凝土結構設計規(guī)范GBJ10和無粘接預應力混凝土結構技術規(guī)程JGJ/T-92的有關規(guī)定，索桁架預應力筋張拉控制應力值按以下規(guī)定取用：鋼鉸線 取 0.20 fptk 不小于0.1 fptk冷拉熱軋鋼筋 取 0.55 fpyk 不小于0.2 fpyk 由于張拉工藝和材料特性等種種原因，使得預應力鋼筋的張拉時控制應力值，從構件開始制作直到安裝使用各個過程不斷降低，實際上這種應力值的損失，就是由于預應力鋼筋的回縮變形所引起的，正確認識和計算預應力損失是非常重

18、要的。在預應力砼發(fā)展初期，由于沒有高張鋼材和對預應力損失認識不足曾遭到失效，因此必須在設計和制作過程中充分了解引起預應力損失的各種因素。下面分項討論引起預應力損失的原因、損失值的計算方法以及減少預應力損失的措施。 1、張拉端錨具變形引起的預應力損失L1預應力鋼筋錨固時， 由于錨具與構件之間、錨具與墊板之間、墊板與構件之間的縫隙被擠緊，或由于鋼筋、鋼絲、鋼鉸線在錨具內(nèi)的滑移，使得被拉緊的鋼筋、鋼絲、鋼鉸線松動縮短而引起預應力損失。錨具的預應力損失可按下式計算：L1aE/L （11-9）式中：a張拉端錨具變形值（），鋼絲繩（鋼鉸線）錨具取2mm； L張拉端至固定端距離（）； E彈性模量（N2）。錨

19、具損失只考慮張拉端，因為固定端的錨具在張拉鋼筋過程中已被擠緊，不會引起預應力損失。錨具變形值也可根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定，其他類型錨具變形應根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定。2、預應力鋼筋的摩擦 在索桁架鋼索與連系桿的連接點轉向裝置處的摩擦引起的預應力損失L2。 L2con （11-10）當索彎曲（彎折）夾角（切線夾角等于小于600時，取7。當索彎曲（彎折）夾角（切線夾角）大于600時，取5。 3、在張拉過程中錨定結構由于后一榀索桁架張拉, 使以前各榀索桁架鋼索產(chǎn)生的預應力損失值L3。 L3*EL （11-11）式中：索桁架張拉后，使先前張拉的各榀桁架固定點處錨定結構由于本榀桁架張拉產(chǎn)生的撓曲變位（）。4、鋼筋松弛引

20、起的預應力損失L4。冷拉鋼筋、熱處理鋼筋：一次張拉 0.05 con超張拉 0.035 con碳素鋼絲 鋼鉸線: (0.36 0.18) con （當計算結果小于0時，取為0） (11-12) 一次張拉 1 超張拉 0.9 冷拔低碳鋼絲： 一次張拉 0.085 con 超張拉 0.065 con3、 錨定結構在活（雪）荷載作用下產(chǎn)生的撓曲，使索桁架跨度縮短引起的預應力損失值L5。 L5L*E/L （11-13）式中：L錨定結構在活（雪）荷載作用下產(chǎn)生的撓曲值（）。如果給鋼索以超過所要求的預應力值不僅不能節(jié)省材料還會走向反面，這是因為張拉結構有形成內(nèi)部平衡力系的特點，超預應力不僅無用，反而使結構

21、不經(jīng)濟，所以預應力值必須選用恰當。對鋼絞線當計算求得的預應力損失值小于80 N2時，應按80 N2取用；對不銹鋼棒（拉桿式桁架）當采用先錨固，后張拉工藝時，按不小于40N/mm2取用。預應力鋼筋有效預應力P0conL （11-14） 索桁架的有效預應力計算分兩階段： 施工階段 P0（1）con L1L2 （11-15) 使用階段 P0con L1L2 L3 L4 L5 （11-16)三.設 計 計 算1、荷載和作用標準值： A、自重： 幕墻自重包括索桁架、玻璃、錨具、鋼爪及各種附件。 一般先假定為： 用單層玻璃時 400 Nm2； 用夾層、中空玻璃時 500 Nm2； 驗算玻璃時?。═（m）2

22、5600）Nm2。B、 風荷載： 風荷載是拉索式點連接全玻璃幕墻結構的最重要荷載之一。由于索桁架自重輕，自振頻率低，在風荷載作用下易于產(chǎn)生較大的變形和振動是一種風敏感結構，因此，拉索結構必須考慮結構的風振影響。為了工 程設計簡便易行，人們總是希望將結構的動力響應用靜力響應的方法處理，這一思想可通過風振系數(shù)的概念來實現(xiàn)，建筑結構荷載規(guī)范規(guī)定的 高層及高聳結構的風振系數(shù)即為這一思想的成功體現(xiàn)。 確定風振系數(shù)的意義在于通過大量的動力計算給出風振系數(shù)與結構參數(shù)，荷載參數(shù) 及風荷載參數(shù)間的經(jīng)驗關系， 在實際設計中僅進行簡單的靜力分析，通過風振系數(shù)得到考慮風脈動影響的設計參數(shù)。國內(nèi)多位學者通過大量的實際計

23、算分析，發(fā)現(xiàn)對折線形和拋物線形拉索式點連接 玻璃幕墻，其位移和內(nèi)力廣義風振系數(shù)具有很強的規(guī)律性，在很多情況下基本上為一定值，這一可喜結果使我們把風振系數(shù)的概念推廣應用于 拉索式點連接全玻璃幕墻成為可能。根據(jù)大量計算結果，建議在實際設計中，對建筑立面為一個平面的建筑，采用如下風振系數(shù)值：跨度15m時，取2.00：跨度15m、25m時，取2.25；跨度25m、40m時，取2.45；跨度40m時，取2.7。對于其他線形及建筑立面復雜的建筑還是要采用各種隨機風振響應分析方法進行分析。玻璃幕墻工程技術規(guī)范條文說明第5.2.2條指出“風力是隨時間變動的荷載，對于這種脈動性變化的外力，可以通過兩種方式之一來

24、考慮： 通過風振系數(shù)的z考慮，多用于周期較長，振動效應較大的主體結構設計。 通過最大瞬時風壓考慮，對于剛度大、周期極短、變形很小的幕墻構件，采用這種方式較為合適。 不論采用何種方式，都是一個考慮多種因素影響的綜合性調(diào)整系數(shù)，用來考慮變動風力對結構的不利影響，表達形式雖然不同，其目的是大體相同的。”這樣拉索式點連接全玻璃幕墻的風荷載標準值仍可按JGJ102規(guī)定的公式計算： WkzzSWO (11-17) 其中：z對15m以下取2 ；15m以上、25m以下取2.25；25m以上、40m以下取2.45；40m以上取2.7。 C、地震作用： 結構所承受的地震作用是由地震地面運動引起的動態(tài)反應。當結構在

25、地震時，其內(nèi)力與地震作用的強烈程度成正比，地震作用過程結束，結構將恢復原狀，其地震作用引起的內(nèi)力與變形消失，這種情況表明在地震作用下的結構仍處于彈性階段。當結構在強烈地震作用下部份 或某個樓層進入彈塑性階段時，由于屈服部位的受力不能再增長，將起地震作用和結構構件內(nèi)力的重分布，結構內(nèi)力與變形不再和地震動 強烈程度成正比、這是結構處于彈塑性狀態(tài)的基本特征。近幾十年抗震設計方法的研究和進展，總結出“小震不壞，大震不倒”的設計原則。我國建筑結構抗震設計規(guī)范GB50011確定采用三水準的設防要求。綜合研究表明，拉索式點連接全玻璃幕墻在地震作用下將產(chǎn)生較大的動位移，盡管索桁架一般不會由于動內(nèi)力過大（承重索

26、）或過?。ǚ€(wěn)定索）而導致結構破壞或失穩(wěn),但很可能由于結構的動位移過大而造成玻璃面板破壞，而不能滿足正常使用要求。 一般跨度的索系結構可采用振型分解反應譜法進行地震反應分析： JGJ133第5.2.6條規(guī)定， （11-18）根據(jù)這個公式計算的結果，即使在設防烈度為8度,垂直幕墻平面的分布水平地震作用為250 N。因此有人建議幕墻設計時不考慮地震作用的影響（例如建筑瓷板裝飾工程技術規(guī)程CECS101），而根據(jù)同濟大學1994年隱框幕墻振動臺試驗記錄的參數(shù)和北京工業(yè)大學模型分析和振動臺模型試驗的參數(shù)， 玻璃由于膠縫的減震作用（減至13.5）后，比公式計算結果要大5.36.0倍。對剛性連結的幕墻構件約

27、大18倍，這是由于幕墻不是一個獨立的建筑，它是固定在主體結構上，它與主體結構有動力相互作用， JGJ133規(guī)定公式計算沒有明確反映幕墻與主體結構的動力相互作用。為了使對地震反應敏感的拉索式點連接全玻璃幕墻安全可靠，對它的地震作用，按振型分解反應譜進行地震反應分析時，還要加一個幕墻與主體結構動力相互作用影響系數(shù)， 在規(guī)范未作修改前， 仍按JGJ133規(guī)定的公式計算。 D、溫度變化： 索桁架的鋼索不同于其他幕墻桿件，幕墻立柱在連接處切斷用芯管連接, 立柱在連接處可用芯管調(diào)節(jié)溫度變化后桿的伸長（縮短）。索在溫度變化時會伸長(縮短),LL*T （11-19）T取使用階段最高（低）氣溫與安裝時溫度差值。

28、T=ET , 索由于施加預應力使索繃緊,如果產(chǎn)生負溫差將使索進一步縮短,即在預應力基礎上添加溫差應力,要使=PO(I)+ TfS ,如果產(chǎn)生正溫差,將使鋼索伸長放松，為保證索不松弛，要求正溫差產(chǎn)生伸長量不得大于索由預應力產(chǎn)生的預計伸長值。例如：L0=20000mm，安裝時為300C,使用時為00C, L-300C T=1.8*10-5*1.5*105*30=81N/mm2 如果索的張拉控制應力值取0.2fPTK fPTK=1250N/mm2 則con=250N/mm2 L1=15N/mm2 L2=12.5N/mm2 L3=7.5 N/mm2 PO(I)=250-15-12.5-7.5=215

29、N/mm2,=215+81=296N/mm21250/2.143=583.3N/mm2 ； 如果安裝時為00C 使用時為300C 索伸長 L20000*1.8*10-5*30=10.8mm, 索由于施加預應力預計伸長量L250*20000/1.5*105=33.3mm10.8mm,索不會松弛. 2、荷載（作用）設計值： W1.4Wk qE1.3 qEk G1.2Gk3、荷載（作用）效應組合： 1.01.2SGK+1.01.4SWk+0.61.3SEk 由于最大溫差與最大水平作用同時發(fā)生的概率非常少,且其與預應力的組合的關系不同,因此只要溫差效應與預應力的組合應力不大于索強度設計值,溫差效應產(chǎn)生

30、的索伸長量小于索由于預應力產(chǎn)生的預計伸長量,在效應組合時,不考慮溫差效應. 還須指出索的預應力對水平作用產(chǎn)生的索的承載能力不會產(chǎn)生影響,即施加了預應力的索與未施加預應力的索的承載能力是相同的,加了較大預應力的索和加了較小預應力的索的承載能力是一樣的.這樣,預應力不參加荷載（作用）效應組合. 4、材料強度標準值：GB1220不銹鋼棒對不銹鋼棒的性能規(guī)定如下： 表11-5序號牌 號屈服強度0.2抗拉強度b伸長率5%1Icr17mn6Ni5N275520402Icr18mn8Ni5N275520403Icr17Ni7206520404Icr18Ni9206520405YICr18Ni92065204

31、06YICr18Ni9Se206520407OCr19Ni9206520408OOCr19Ni11177481409OCr19Ni9N2755493510OCr19Ni10NbN3436863511OOCr18Ni10N2455494012Icr18Ni121774814013OCr23Ni132065204014OCr25Ni220652040150Cr17Ni12Mo22065204016OCr18Ni12Mo2Ti2165394017OCr17Ni14Mo21774814018OCr17Ni12Mo2N2755493519OOCr17Ni13Mo2N2455494020OCr18Ni12

32、Mo2Cu22065204021OOCr18Ni14Mo2Cu21774814022OCr19Ni13Mo32065204023OOCr19Ni13Mo31774814024OCr18Ni16Mo51774814025Icr18Ni9Ti2065394026OCr18Ni11Ti2065204027OCr18Ni11Nb2065204028OCr18Ni9Cu31774814029OCr18Ni13Si420652040經(jīng)固溶處理的奧氏體鐵素體鋼棒30OCr26Ni5Mo23925881831Icr18N11Si4AcTi4417162532OOCr18Ni5Mo3Si239258820 GB

33、994488不銹鋼絲繩對不銹鋼絲繩的強度標準值規(guī)定如下： 不銹鋼絲繩強度標準值 表11-6鋼絲繩結構鋼絲繩公稱直徑整繩破折拉力fpTK不少于（N）67+1WS3.063703.576444.095065.0147006.018620619+1WS2.544103.063704.5122505.0166006.0235208.0400509.04606010.05488012.073500E1.8105 N/2 1.810-5(奧氏體)0.3 5、材料強度設計值： 鋼鉸線的強度標準值取破折拉力（不是屈服強度），所以總安全系數(shù)取為3，材料分項系數(shù)K231.42.143。不銹鋼棒K2取1.087,不

34、銹鋼棒強度設計值如下： 不銹鋼棒強度設計值 經(jīng)固溶處理的奧氏體型鋼棒 表11-7序號牌 號fszN/2FvN/2EN/2 1ICr17Mn6Ni5N253 1672.06105 1.810-5 0.32ICr18Mn8Ni5N2531673ICr17Ni1901104ICr18Ni91901105YICr18Ni91901106YICr18Ni9Se1901107OCr19Ni91901108OOCr19Ni11163949OCr19Ni9N25314710OCr19Ni10NbN31618311OOCr18Ni10N22513112ICr18Ni12163 9413OCr23Ni131901

35、1014OCr25Ni2190110150Cr17Ni12Mo219011016OCr18Ni12Mo2Ti19911517OCr17Ni14Mo2163 9418OCr17Ni12Mo2N25314719OOCr17Ni13Mo2N22513120OCr18Ni12Mo2Cu219011021OOCr18Ni14Mo2Cu21639422OCr19Ni13Mo319011023OOCr19Ni13Mo31639424OCr18Ni16Mo51639425ICr18Ni9Ti19011026OCr18Ni11Ti19011027OCr18Ni11Nb19011028OCr18Ni9Cu3193

36、 9429OCr18Ni13Si4190110經(jīng)固溶處理的奧氏體鐵素體鋼棒30OCr26Ni5Mo23612092.061051.810-50.331ICr18Ni11Si4AcTi40623532OOCr18Ni5Mo3Si2361209 鋼絞線強度設計值如下: 表11-8鋼絲繩結構鋼絲繩公稱直徑強度設計值fs67+1WS329723.535674.044365.068606.08689619+1WS2.520583.029724.557605.077466.0109758.0186899.02149310.02560912.0342986、單索平衡方程： 根據(jù)微分單元的靜力平衡條件：x q

37、x(y) O qydy qyO (11-20) H H X0 （H qxdyO dy (H ）qxO （11-21） qx(dy) 由方式（1120）, H（y）=0L qy dy = q L （11-22） qy(dy) H + (H 方程（1121）可改寫成：H qxO （11-23） qx沿跨度均布qx常量q（1123）可改寫為： H+ y qy(y) 積分兩次得X Y2C1XC2 當Y 0時 X0 當Y L時 XC 由此可求得C1 C20 L 代入上式，并整理得出： C X （11-24） 令y 時， X 將此條件代入（1124）得出 ： (11-25)上式中qL2/8 相當于跨度為L

38、的均布荷載簡支梁跨中彎矩，拉索也是一種有推力的結構，其推力向外，因為索非常柔軟，其抗彎剛度可以忽略，因此索內(nèi)彎矩為零，剪力也為零。與同跨度簡支梁相比： VAVA0 VBVB0 （11-26） MM0HY0 YM0H （11-27） HM0Y 當Yf0時，H(x)M0(L/2)/f0 (11-28)式中，VA0，VB0為簡支梁支座反力，M0(L/2)為簡支梁跨中彎矩，由于工程技術人員對簡支梁的剪力、彎矩計算比較熟悉，有關公式、圖表也比較完善，因此，用簡支梁作為“代梁”來進行拉索內(nèi)力分析就比較簡便。所謂“代梁”就是與拉索式桁架具有同樣跨度、同樣荷載分布的簡支梁，我們把它叫做拉索式桁架的“代梁”。當

39、采用均布荷載計算簡圖時 M0(L/2)=qL2/8 （11-29）當采用集中荷載計算簡圖時 P=abq面 （11-30） M0(L/2)=(n/8)*PL（當n為偶數(shù)） （11-31a） M0(L/2)=(n2-1)/8n*PL（當n為奇數(shù)） （11-31b）式中:a玻璃分格短邊邊長(m); b玻璃分格長邊邊長(m); q面水平作用均布面荷載(N/m2). HX= M0(L/2)/ f0 （11-32）式中: M0(L/2)“代梁”跨中彎距(N.M); f0索桁架始態(tài)矢高(M). H(y)=q線L （11-33）式中: q線水平作用均布線荷載(N/ m); L 跨度(m).7、 雙層索計算。

40、由于拉索式索桁架要承受正風壓或負風壓，承重索和穩(wěn)定索是互換的，即承受正風壓時的承重索到承受負風壓時成為穩(wěn)定索， 承受負風壓時的穩(wěn)定索到承受正風壓時就成為承重索。有時同一根索在某一跨度起承重索作用，在另一跨度起穩(wěn)定索作用，因此兩層索所加預應力是相同的，且索的矢高是已知的，若將腹桿看作絕對剛體，則腹桿的長度是不變的，且始態(tài)（預應力張拉狀態(tài)）和終態(tài)（承受設計最大水平作用時）基本一致，因此，可作為單索求解。 8、玻璃計算： 玻璃四點支承，可簡化成四角支承板計算，四角支承板有X、Y兩方向跨中彎矩，同時四條邊也有邊彎距，邊彎矩大于跨中彎矩，起控制作用。建筑結構靜力計算手冊表426給出了四角支承板的彎矩系數(shù)

41、，其中V0的代表一種實際上并不存在的理想材料；V16用于計算混凝土結構；V0.3用于計算鋼板。為了便于計算，特補充了V0.125（用于計算花崗石）和V0.2（用于計算玻璃）。 g 6mqL2/t2*fg （11-34） =qL4/Et4 （11-35） （ L在Lx，Ly中取大值） 式中: m彎距系數(shù)在表4-4g中V0.2欄中查取; 折減系數(shù)在4-4j中查取。 點支承玻璃孔邊應力是點支承玻璃設計中要特別引起注意的問題。支承點處應力集中程度很高，應力值很大，如果設計不當破壞往往在這些部位發(fā)生，支承點處玻璃應力與支承點構造有關，也與玻璃孔洞加工工藝有關。園孔加工精度高，研磨仔細，殘留微缺陷少，則應力集中程度低，應力較均勻；反之，應力集中程度高，容易局部開裂。此外，板彎曲后邊緣翹曲，板面轉動，如果支承頭固定不動，則板邊轉角受限，板的應力迅速增高，各種連接方法的孔邊應力，應通過分析和實測取得。從已進行的一些分析和實測資料，孔邊應力可按下列參數(shù)值估算：球鉸連接： 彈性墊片 1.05g 微彈性墊片 1.10g 半硬性墊片 1.15g 剛性連接：彈性墊片 1.50g 微彈性墊片 1.60g半硬性墊片 1.70g(九)索桁架強度驗算(適用于自重由豎向索承擔的索桁架)：鋼索有效預應力產(chǎn)生的反推力（折線型） H0