[发明专利]一种预应力钢结构张拉端索力的施工调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种预应力钢结构张拉端索力的施工调整方法。

背景技术

现代预应力钢结构按照结构形式，可分为悬挂体系、斜拉体系、索网体系、预应力网架结构、预应力网壳结构、张弦梁屋架和整体张拉结构等。丰富多样的预应力张拉钢结构体系不断面世，证明了这门学科的先进性、科学性及无穷魅力，但也给施工带来了许多困难和新的挑战，还有不少技术问题有待解决，尤其是预应力钢结构张拉工艺比较混乱。目前预应力钢结构张拉端索力的施工调整是以Fi为目标进行张拉端索力调整，由于后续张拉端索力调整会变动前已调整好张拉端索力，张拉端索力调整往往会难以收敛。工程技术人员凭个人的经验和理解制定某预应力钢结构工程施工方案，缺乏预应力钢结构施工的理论指导，导致预应力钢结构张拉施工效率效低下，而且很难达到设计目标和满足工程质量要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种克服现有技术的盲目性，科学的提高调整质量和施工效率的预应力钢结构张拉端索力的施工调整方法。本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种预应力钢结构张拉端索力的施工调整方法，其特征是它包括如下步骤：a、经有限元模型计算确立预应力钢结构的初始状态，得到索零状态长度L_i和预应力钢结构张拉端目标索力F_i，F_i和L_i的下标i＝1……n，i定义为索的序号、n定义为索的根数；b、按预应力钢结构张拉端目标索力Fi对预应力钢结构索端进行张拉；c、第一次实测预应力钢结构张拉端索力F_i1，预应力钢结构张拉端索力F_i1的下标i＝1……n，i定义为索的序号、n定义为索的根数，F_i1的下标1表示第一次实测；d、在原有限元模型输入预应力钢结构张拉端索力F_i1，得到第一次计算索零状态长度L_i1，并计算ΔL_i1，ΔL_i1＝L_i1-L_i，L_i1和ΔL_i1的下标i＝1……n，i定义为索的序号、n定义为索的根数、下标1表示第一次计算；e、按ΔL_i1＝L_i1-L_i对预应力钢结构张拉端索力进行第一次施工调整；f、第二次实测预应力钢结构张拉端索力F_i2，F_i2的下标i＝1……n，i定义为索的序号、n定义为索的根数，F_i2的下标2表示第二次实测；如第二次实测预应力钢结构张拉端索力F_i2与张拉端目标索力F_i的误差在允许范围之外，则需在原有限元模型输入张拉端索力F_i2，得到第二次计算索零状态长度L_i2，并计算ΔL_i2，ΔL_i2＝L_i2-L_i，L_i2和ΔL_i2的下标i＝1……n，i定义为索的序号、n定义为索的根数，2表示第二次计算，按ΔL_i2＝L_i2-L_i对预应力钢结构张拉端索力进行第二次施工调整，并第三次实测预应力钢结构张拉端索力F_i3，F_i3的下标i＝1……n，i定义为索的序号、n定义为索的根数，F_i3的下标3表示第三次实测。

本发明由于采用上述技术方案，转变张拉端索力调整为索零状态长度在索张拉端调整，因此不存在后续张拉端索力调整变动前已调整张拉端索力问题，张拉端索力调整进入有序接近F_i的良性循环，大大提高了调整质量和施工效率。

本发明中所称零状态是指不存在预应力，不存在外部荷载和自重作用的状态，零状态时的预应力钢结构是加工放样后的构件集合体。索零状态长度就是指索无应力状态下的自然长度。

本发明中所称初始状态是指结构仅在预应力和自重作用下自平衡状态，不考虑外部荷载的作用。初始状态是预应力钢结构索张拉施工的目标状态。

本发明中所称“第一次施工调整”、“第二次施工调整”和可能发生的在后的依次调整为现有技术。

本发明最后一次实测预应力钢结构张拉端索力与预应力钢结构张拉端目标索力的工程允许误差设定在5％之内。

具体实施方式

实施例：首先，假定某一预应力钢结构索的根数n＝2，经有限元模型计算确立预应力钢结构的初始状态，索零状态长度L₁＝10.00m，L₂＝15.00m，预应力钢结构张拉端目标索力F₁＝150kN，F₂＝200kN，下标1、下标2为索的序号；然后，按预应力钢结构张拉端目标索力F₁、F₂对预应力钢结构索端进行张拉；接着，第一次实测预应力钢结构张拉端索力F₁₁、F₂₁，F₁₁＝130kN、F₂₁＝170kN，第一个下标为索的序号，第二个下标1表示第一次实测；其次，在原有限元模型输入预应力钢结构张拉端索力F₁₁和F₂₁，得到第一次计算索零状态长度L₁₁＝10.10m和L₂₁＝15.15m，并计算ΔL₁₁和ΔL₂₁，ΔL₁₁＝L₁₁-L₁＝0.10m，ΔL₂₁＝L₂₁-L₂＝0.15m，第一个下标为索的序号、第二个下标1表示第一次计算；而后，按ΔL₁₁＝0.10m，ΔL₂₁＝0.15m，对预应力钢结构张拉端索力进行第一次施工调整，使索1张拉端缩短0.10m，使索2张拉端缩短0.15m；最后，第二次实测预应力钢结构张拉端索力F₁₂、F₂₂，F₁₂＝145kN，F₂₂＝192kN，第一个下标为索的序号、第二个下标2表示第二次实测。求得第二次实测预应力钢结构张拉端索力与预应力钢结构张拉端目标索力的误差绝对值分别为|F₁₂-F₁|/F₁＝|145kN-150kN|/150kN＝5kN/150kN＝3.33％、|F₂₂-F₂|/F₂＝|192kN-200kN|/200kN＝8kN/200kN＝4.00％，均在工程允许误差5％之内，即实现了本发明的发明目的；如果第二次实测预应力钢结构张拉端索力F₁₂、F₂₂，F₁₂＝140kN，F₂₂＝186kN，第一个下标为索的序号、第二个下标2表示第二次实测。求得第二次实测预应力钢结构张拉端索力与预应力钢结构张拉端目标索力的误差绝对值分别为|F₁₂-F₁|/F₁＝|140kN-150kN|/150kN＝10Kn/150kN＝6.66％、|F₂₂-F₂|/F₂＝|186kN-200kN|/200kN＝14kN/200kN＝7.00％，均在工程允许误差5％范围之外，则需在原有限元模型输入张拉端索力F₁₂、F₂₂得到第二次计算索零状态长度L₁₂、L₂₂，L₁₂＝10.02m，L₂₂＝15.03m，并计算ΔL₁₂和ΔL₂₂，ΔL₁₂＝L₁₂-L₁＝0.02m，ΔL₂₂＝L₂₂-L₂＝0.03m，第一个下标为索的序号、第二个下标2表示第二次计算，按ΔL₁₁＝0.02m，ΔL₂₂＝0.03m，对预应力钢结构张拉端索力进行第二次施工调整，使索1张拉端再缩短0.02m，使索2张拉端再缩短0.03m，并第三次实测预应力钢结构张拉端索力F₁₃和F₂₃，F₁₃＝146kN、F₂₃＝195kN，第一个下标为索的序号、第二个下标3表示第三次实测。求得第三次实测预应力钢结构张拉端索力与预应力钢结构张拉端目标索力的误差绝对值分别为|F₁₃-F₁|/F₁＝|146kN-150kN|/150kN＝4kN/150kN＝2.66％、|F₂₃-F₂|/F₂＝|195kN-200kN|/200kN＝5kN/200kN＝2.5％，均在工程允许误差5％范围之内，进而实现本发明的发明目的。