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一種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)體系的誕生--大跨度預(yù)應(yīng)力懸索鋼結(jié)構(gòu)玻璃屋面施工

作者:鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間:2009-12-23 10:05:58 [收藏]
  郭劍飛快速完成了兩張結(jié)構(gòu)草圖,推到記者面前。一張畫的是原計(jì)劃運(yùn)用的結(jié)構(gòu)體系,上下兩榀主鋼桁架是普通的鋼管,中間是一些鋼件組合;另一張畫的是最終運(yùn)用的新型結(jié)構(gòu)體系,上面采用的是曲面鋼管,下面采用的是
      郭劍飛快速完成了兩張結(jié)構(gòu)草圖,推到記者面前。一張畫的是原計(jì)劃運(yùn)用的結(jié)構(gòu)體系,上下兩榀主鋼桁架是普通的鋼管,中間是一些鋼件組合;另一張畫的是最終運(yùn)用的新型結(jié)構(gòu)體系,上面采用的是曲面鋼管,下面采用的是一根懸索,中間腹桿采用的是直徑較小的鋼管。
      在北京農(nóng)業(yè)生態(tài)工程試驗(yàn)基地配套工程主任工程師郭劍飛看來,這些鋼構(gòu)件的改變,意味著一種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)體系的誕生。事實(shí)證明,這種運(yùn)用于大跨度玻璃屋面的施工方法不僅能夠節(jié)約鋼材、節(jié)省工期,還使結(jié)構(gòu)受力更加合理。去年,大跨度預(yù)應(yīng)力懸索鋼結(jié)構(gòu)玻璃屋面施工工法被評為國家級工法。
      “其實(shí),這種新型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生與最初設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)方案有關(guān)。”郭劍飛說。據(jù)他介紹,設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)想法是要求20年不落伍,還要兼顧使用功能和美學(xué)功能。如果運(yùn)用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),就不能達(dá)到設(shè)計(jì)方的要求,而且較笨重的單純剛性構(gòu)件還可能破壞工程的整體效果,影響采光和空間造型。
      但當(dāng)時(shí)還沒有一種成熟的施工方法能夠解決大跨度預(yù)應(yīng)力懸索張拉的問題,也沒有配套指定的機(jī)械。怎么辦?工期不等人。
      在確定了鋼構(gòu)件后,技術(shù)人員協(xié)同設(shè)計(jì)方進(jìn)行了大量的仿真模型計(jì)算和實(shí)驗(yàn)。他們在下弦柔性索體內(nèi)部施加預(yù)應(yīng)力,控制剛性構(gòu)件的彎矩大小和分布,改善了整體結(jié)構(gòu)的受力性能,使壓彎構(gòu)件和抗拉構(gòu)件取長補(bǔ)短、協(xié)同工作,達(dá)到自平衡。
      為了確保萬無一失,技術(shù)人員還在鋼索上安裝了很多監(jiān)控儀器。比如,他們安裝了壓力傳感器監(jiān)測鋼索預(yù)應(yīng)力,安裝了水準(zhǔn)儀監(jiān)測上弦鋼管的變形情況。
      經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),他們最終獲得成功。在剛性構(gòu)件與柔性索體形成整體剛度后,張弦梁結(jié)構(gòu)的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)單純剛性構(gòu)件的剛度,在同樣的荷載作用下,其變形情況也要比單純剛性構(gòu)件好得多。
      郭劍飛說,由于采用了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),屋蓋結(jié)構(gòu)桿件大為減少,腹桿等構(gòu)件的截面尺寸比原設(shè)計(jì)尺寸更小。根據(jù)初步設(shè)計(jì),鋼桁架體系總噸位約400噸,現(xiàn)在采用的鋼桁架預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)體系總噸位約230噸,節(jié)約鋼材約170噸,僅材料一項(xiàng)就節(jié)約資金約93.5萬元。同時(shí),由于這種結(jié)構(gòu)體系是在現(xiàn)場組裝后整體吊裝而成,現(xiàn)場焊接的工程量大大減少,工期還提前了20天。
      在這項(xiàng)工程完成之后,大跨度預(yù)應(yīng)力懸索鋼結(jié)構(gòu)玻璃屋面施工工法又相繼被運(yùn)用到北京市金融街某大廈工程和北京凱晨廣場工程中,并取得了良好的效果。 [建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)(http://www.ccmsa.com)收集整理]
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