关于预应力钢结构锚固体系和成型技术的研究

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拉索预应力钢结构作为—种方兴未艾的结构形式,在我国的应用日益广泛。对这种结构形式的理论研究业已深入展开。然而,对于拉索预应力钢结构中关键环节的锚固体系,以及对指导施工实践有重要意义的结构的成型技术的研究却还停滞在一个刚刚跑步的阶段,很难形成完整的理论体系,这势必会影响到拉索预应力结构的进一步推广和应用。本文的研究有望推动这一重大的课题深入的开展。 本文通过预应力钢结构的一般原理阐述,总结了预应力钢结构的功能特点以及分类方式,并且介绍了国内外预应力钢结构的应用水平及发展动向。通过对我国预应力钢结构工程中存在问题的分析,指明了系统地研究锚固体系和成型技术的迫切性及其重大意义。 本文从预应力锚固体系的特点出发,分析了锚固体系各组成部分的功能和特点。在锚固体系锚具的研究中,汇总了预应力钢结构工程中应用到的四种主要锚具类型,从经济性、可靠性、工艺性等角度详细分析了每种锚具的优缺点及其适用范围。在锚节点的研究中,分析了预应力钢结构中锚节点特点和功能,介绍了锚节点的选型原则和构造措施。并且从承载力的角度,建议了锚节点构件的静荷载作用下的承载力计算式。在结合工程的算例中,通过对三种锚固体系的设计过程的介绍,阐述了预应力锚固体系的设计方法,并且对这三种不同的锚具类型进行了分析总结,归纳出一些有意义的结论。 在预应力钢结构的成型技术的研究中,本文侧重于工况对结构成型影响的研究,并用专门的章节论述了多根拉索分批张拉时施工工况对索力影响的问题,详细分析了索力发生相互影响的机理以及目前国内解决的方法。在对目标索力的研究中,本文综合考察了诸如锚具回缩、拉索徐变、摩擦等引起索力损失的因素,介绍了一系列因素的考虑方法和消除措施,从而为目标索力的确定提供了计算设计依据。 在本文中还在引入了拉索单元的基础上,介绍了适用于大跨结构的非线性有限元理论,并且应用基于非线性有限元理论的数值分析方法,对实际工程中工况变化对结构成型的影响进行了有限元分析,获得了有指导价值的数据材料。在对索力相互影响的工程分析中,提出了采用拉索逆顺序卸除索单元的方法解决超张拉力求解的问题。通过计算表明该方法能够极大地提高一次张拉时拉索施工张拉力的求解效率。 最后,本文对锚固体系及成型技术的进一步工作提出了建议。
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