幕墻折線形鋼索預張力確定和復合荷載作用的計算

　　3. 算例及討論

　　算例：幕墻折線形鋼索=8.6、=1.95、=3.85、=5.75、=7.65；=0.65、=0.85、=0.85、=0.60，正、負風壓鋼索1×19，16，=1.4×，。承受正風壓荷載與地震組合荷載作用，經計算得、、、玻璃自重由重力索傳遞偏心荷載、、、，承受正風壓索受力及幾何尺寸示意圖如圖3所示，試用HWFACS-II Mode II yes-w模塊計算[1]折線形鋼索預應力折線鋼索在、及作用下的各段張力及位移。

　　根據HWFACS-II(新版)Mode II yes-w計算軟件，采用對話框輸入折線鋼索的基本參數包括形態參數，，，，楊氏模量，荷載參數，(也可由基本風壓，體形系數，建筑標高及地震抗震設計級別等自動算出)自動生成計算文件，算出：

　　=0，在、作用下，，，，

　　變形后正風壓鋼索長度=8.9172，(見(6)式)

　　變形前正風壓鋼索長度=8.90597，(見(7)式)

　　折線鋼索絕對伸長=0.01121

　　由實驗得變形修正系數＝0.25，(見(10)式)

圖3 工程算例示意圖

　　在、及作用下Mode II yes-w計算結果：

　　經過算證滿足，平衡條件。

　　預張力與鋼索最大張力之比＝19.38％。

　　從計算結果顯示在及作用，折線形鋼索未加預張力=0得到的位移比加預張力=8649.7得到的位移為大，說明增加預張力的作用，使折線形鋼索結構剛度提高，與實驗結果及幕墻工程實際應用相等。

　　本算例得到的預張力與最大鋼索張力的比為19.38%，與幕墻鋼索設計手冊選取17%基本相近，本算例更符合實際。

　　折線形鋼索兩端、如加平衡鋼桿，變成自平衡體系結構或桿索結構。考慮平衡桿與鋼爪連接的不銹鋼及鋼索組合結構，并考慮端為固定鉸支座，端為活動鉸支座，得到幕墻桿索對稱或非對稱結構。本公司開發另一套幕墻桿索結構有限分析計算軟件(PWFACS)，計算桿索的內力及位移。HWFACS及PWFACS計算軟件已在廣州第二少年文化宮、廣州白云國際新機場、北京凱晨廣場等多項幕墻工程中應用。

　　參考文獻:

　　[1] 楊歡軍、潘冬、謝觀健等，幕墻折線鋼索有限分析計算軟件及應用，(J)廣東土木與建筑，2004，5;15-16，

　　[2] 馮國敏、毛伙南、郭金基、張開成，幕墻鋼索強力和位移有限分析計算及實驗的研究(J)廣東土木與建筑，2005，10，26-28，

　　[3] 姜清海、郭金基等，鋼索結構的有限分析法(J)中山大學報(自然科學版)2002，41(5)：15-18。

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