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，进而本发明专利技术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：本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑领域，尤其涉及一种自平衡预应力索杆柱面网壳结构的成形方法。
技术介绍
自平衡预应力索杆柱面网壳结构是由柔性拉索和刚性压杆组成的空间钢结构，与普通的柱面网壳结构不同，这种结构的结构基本单元体是一种由柔性拉索和压杆组成的六面体(如附图说明图1所示)。结构的刚度是从拉索的张力中获得，结构在成形前处于松弛态，必须通过在结构的每根拉索中施加预应力才能成形，且结构的工作机理和特性依赖于自身的形状和预应力分布，因此网壳结构中拉索的张拉成形技术是自平衡预应力索杆网壳结构在工程应用中的关键技术。但是，目前关于这种结构的成形工艺和施工技术措施尚不明确，阻碍了这种新型结构体系的应用和发展。通常，拉索法是预应力空间结构施工中通常采用的结构成形手段，然而将拉索法用在自平衡预应力索杆柱面网壳结构的成形过程中还存在较大的困难，主要的原因是自平衡预应力索杆柱面网壳结构构造特殊。在自平衡预应力索杆柱面网壳结构中拉索的根数众多，绝大多数拉索的设计预应力不同，张拉过程中各拉索索力相互影响大，拉索张拉控制应力确定困难，而且自平衡预应力索杆网壳结构的各个节点上关联的构件数量较多，难以为数量众多的拉索的张拉提供必要的作业空间和锚固空间，工程实施困难，结构成形质量难以保证。本专利技术给出的通过伸长杆件长度实现自平衡预应力索杆网壳结构形的方法，解决了拉索张拉困难的问题，该方法实施中只需依照拉索的应力应变规律，预先计算出各根拉索的施工下料长度，在拉索无应力的状态下锚固各拉索，然后通过伸长压杆的办法间接地张拉各拉索至设计状态，即可实现自平衡预应力索杆柱面网壳结构的成形。这种成形方法原理清晰，无需复杂运算，而且成形过程安全、高效，不需要重型张拉设备，一般技术人员即可掌握。`
技术实现思路
目前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，进而本专利技术提供了一种。本专利技术针对自平衡预应力索杆网壳结构预应力的特点，采用伸长长度可调整压杆的办法，间接地张拉各拉索至设计状态，以实现自平衡预应力索杆网壳结构的成形。本专利技术方法的基本原理是:网壳结构中相关联的压杆与拉索在空间变形上具有连续性和协调性，同时压杆和拉索在弹性变形阶段其应力应变关系满足虎克定律，因此可以通过施工技术上可行的伸长长度可调压杆的办法，间接地张拉各拉索至设计状态，以实现网壳结构的成形。用这种方法对自平衡预应力索杆网壳结构实施成形，能可靠地建立结构各个杆件的设计应力，较好地实现自平衡预应力索杆柱面网壳结构既定的几何形状和应力状态，而且方法涉及的原理清楚、计算过程简单，有良好的应用前景。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种，其实施步骤如下: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:权利要求1.一种，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:2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述方法的实施需要在柱面网壳结构的所有压杆上加装一种用于调节压杆长度的钢质套件，钢质套件由连接杆(2)、封板(3)、垫管(4)三部分组成；其中，连接杆(2)通过封板(3)与压杆(I)焊接，连接杆(2)与压杆(I)的轴线重合，连接杆(2)连接的上、下两截压杆(I)能沿压杆的轴线方向滑动；垫管(4)由左、右两半圆形管壳组成，用来固定压杆(I)伸长状态，垫管(4)的外径尺寸与压杆(I)的外径尺寸相同，垫管(4)的内径尺寸与连接杆(2)的外径尺寸相同，垫管(4)可方便地安装和拆除，安装时将两半管壳扣在杆(2)的外侧，通过螺栓将垫管(4)临时固定在上、下两截压杆(I)之间或将垫管(4)与压杆(I)焊接在一起；钢质套件与受压杆件的钢材牌号相同。3.根据权利要求1所述的；其特征在于:在步骤三中所述的压杆的伸长作业是指通过张顶器具顶升长度可调压杆两端的节点构件，从而带动压杆伸长，压杆伸长至控制长度后用垫管固定压杆伸长量的过程。4.根据权利要求1所述的；其特征在于:在步骤三中所述的压杆的伸长作业是以网壳结构的基本单元体作为基本的作业单位，各作业单位间的作业顺序自网壳结构顶部的中心处的结构基本单元体开始，然后依次向网壳结构的边界方向分批逐次地开展，选取与已成形的结构单元体毗邻的两个或四个结构的基本单元体作为一个批次的成形作业，同批的作业单位的成形要同步完成。5.根据权利要求1所述的；其特征在于:步骤一中所述回 缩值根据拉索锚具的特点取I 2mm或可按实测值取用。全文摘要，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，进而本专利技术提供了一种。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专利技术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。文档编号E04G21/14GK103233582SQ20131014796公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日专利技术者李国东, 左宏亮, 武胜, 付浩然, 鄂婧 申请人:东北林业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
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l0i表示柱面网壳结构中任意拉索i的净下料长度；ldi表示柱面网壳结构中任意拉索i的净设计长度；σpei是拉索i的设计预应力；Eps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：L0k＝Ldk?ΔLk????(2)式(2)中L0k表示的是压杆的下料长度；Ldk表示的是由网壳结构的设计图纸确定的压杆的设计长度；ΔLk表示的是为实现网壳成形需对压杆实施的总伸长量，ΔLk需满足ΔLk≥ΔLdk的条件，其中ΔLdk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；ΔLdk的计算式为：ΔLdk=MAX(ldj-l0j2cosθj)---(3)式(3)中的l0j和ldj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；θj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)ΔLk；在网壳结构的最终成形阶段，各压杆的伸长量取总伸长量ΔLk；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。FDA00003103877300011.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国东，左宏亮，武胜，付浩然，鄂婧，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：
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