[发明专利]用长度可调压杆实现预应力柱面索杆网壳结构成形的方法

摘要

用长度可调压杆实现预应力柱面索杆网壳结构成形的方法，涉及建筑领域。针对自平衡预应力索杆网壳结构的成形方法，现有技术中未给出明确、可靠的成形方法，这严重阻碍了这种新型结构体系的应用和发展，进而本发明提供了一种用长度可调压杆实现预应力柱面索杆网壳结构成形的方法。技术要点：计算每根拉索的净下料长度、确定压杆的下料长度、确定网壳各成形阶段压杆的伸长方案、网壳结构的构件拼装、网壳结构的初步成形、网壳的最终成形；网壳结构中任意一根拉索i的下料长度计算式为：本发明方法解决了自平衡预应力索杆网壳结构的成形技术缺失的问题以及通过伸长杆件间接张拉预应力拉索，避免了拉索法实施困难的问题。

主权项

1.一种用长度可调压杆实现预应力柱面索杆网壳结构成形的方法，其特征在于：所述方法的具体实现过程为：步骤一、计算每根拉索的净下料长度：网壳结构中任意一根拉索i的下料长度计算式为：式(1)中l_0i表示柱面网壳结构中任意拉索i的净下料长度；l_di表示柱面网壳结构中任意拉索i的净设计长度；σ_pei是拉索i的设计预应力；E_ps是拉索的弹性模量；a₁、a₂是考虑拉索两锚固端锚具在拉索张拉时产生的回缩值；计算式(1)中的1.05是考虑拉索松弛的超张拉系数；步骤二、确定压杆的下料长度：网壳结构中任意一根压杆k的下料长度计算式为：L_0k＝L_dk-ΔL_k(2)式(2)中L_0k表示的是压杆的下料长度；L_dk表示的是由网壳结构的设计图纸确定的压杆的设计长度；ΔL_k表示的是为实现网壳成形需对压杆实施的总伸长量，ΔL_k需满足ΔL_k≥ΔL_dk的条件，其中ΔL_dk表示压杆k的理论伸长量，由与拉杆k相连的所有拉索的伸长量确定；ΔL_dk的计算式为：ΔLdk=MAX(ldj-l0j2cosθj)---(3)]]>式(3)中的l_0j和l_dj是指与压杆k相连的任一拉索j的净下料长度和净设计长度，其中的MAX(·)是最大值函数；θ_j是设计图中的压杆k与拉索j的空间夹角；步骤三、确定网壳各成形阶段压杆的伸长方案：网壳的成形是组成网壳结构的各结构基本单元体按一定顺序逐批成形的过程，结构成形时，需根据柱面网壳结构的空间形状及结构基本单元体的空间分布规律指定压杆的伸长作业顺序；各成形阶段压杆的控制伸长量的确定方法：在网壳结构的初步成形阶段，各压杆的控制伸长量控制在(0.5～0.6)ΔL_k；在网壳结构的最终成形阶段，各压杆的伸长量取总伸长量ΔL_k；步骤四、网壳结构的构件拼装：布设脚手架及脚手板，脚手板上设置临时垫块或临时支架，确保网架在成形前各下弦节点不悬空；在脚手架的作业平台上完成网架结构的安装，先将所有的压杆安装就位，然后将所有的拉索安装就位并可靠锚固；步骤五、网壳结构的初步成形：依据步骤三确定的压杆的伸长方案，伸长结构中的各压杆至控制伸长量，结构中的拉索被初步张紧；步骤六、网壳的最终成形：依据步骤三确定的压杆的伸长方案，将所有压杆伸长至设计长度，网壳结构的应力状态和空间形态均达到既定的成形状态。