91精品人妻互换日韩精品久久影视|又粗又大的网站激情文学制服91|亚州A∨无码片中文字慕鲁丝片区|jizz中国无码91麻豆精品福利|午夜成人AA婷婷五月天精品|素人AV在线国产高清不卡片|尤物精品视频影院91日韩|亚洲精品18国产精品闷骚

 崔宇紅1，鄭小飛1，陳聯(lián)盟2，閆相明3，周一 一4

 （1．三箭建設(shè)工程集團有限公司，浙江  溫州  325000;2．溫州大學建筑工程學院，浙江  溫州  325035：3．中廈建設(shè)有限公司，浙江  溫州  325000;4．常州工學院土木與建筑學院，江蘇  常州  213002）

[摘要]分析預張力結(jié)構(gòu)施工張拉過程中的誤差特點，基于ANSYS軟件數(shù)值模擬及模型試驗，通過調(diào)整桿件長度和同時調(diào)整外圈拉索長度模擬桿件長度誤差及支座節(jié)點徑向位置偏差來分析結(jié)構(gòu)誤差敏感性。研究表明，不同構(gòu)件具有不同的長度誤差敏感性，本結(jié)構(gòu)中環(huán)索誤差敏感性最強，桅桿最弱，脊索拉索居中；支座節(jié)點徑向誤差較桿件長度偏差具有更為顯著的誤差敏感性，其誤差效應相當于將外圈拉索分別伸長相同長度引起的索內(nèi)力偏差之和；試驗結(jié)果與ANSYS理論分析結(jié)果基本接近。

[關(guān)鍵詞]預應力；預張力結(jié)構(gòu)；拉索；誤差；數(shù)值分析；試驗

[中圖分類號]TU394  [文章編號]1002-8498(2016)09-0071-03

0  引言

 已有理論分析及試驗研究表明，精確控制構(gòu)件原長并按原長進行組裝，預張力結(jié)構(gòu)將能達到理想設(shè)計狀態(tài)（形狀和內(nèi)力），與具體施工方法和施工過程無關(guān)。預張力結(jié)構(gòu)施工階段多、工況復雜、影響參數(shù)眾多，不可避免地存在各種誤差，從而造成索內(nèi)力等實際參數(shù)與理想設(shè)計值存在一定偏差。對于預張力結(jié)構(gòu)尤其是群索預張力結(jié)構(gòu)，如果能通過精確控制對所有拉索建立預張力，那么體系亦可建立理想的整體預張力分布，但由于施工條件限制，不可能張拉所有拉索，只能根據(jù)實際情況選擇部分拉索作為主動張拉索，其余構(gòu)件先按照設(shè)計長度組裝，然后根據(jù)力的平衡和變形協(xié)調(diào)條件建立預張力。但由于非主動索存在包括索長誤差在內(nèi)的各種誤差導致體系無法建立預期的預張力分布及初始形狀，實際工程中普遍存在索內(nèi)力偏差，進而在一定程度上改變了結(jié)構(gòu)的力學性能。

 針對預張力結(jié)構(gòu)施工過程中普遍存在的施工誤差，討論分析各種誤差特點及控制范圍，進一步通過ANSYS軟件數(shù)值模擬和模型試驗，分析結(jié)構(gòu)桿件長度誤差及支座節(jié)點誤差兩類主要施工誤差敏感性。

1  施工誤差分析

1.1  構(gòu)件長度誤差

 1)拉索原長計算誤差  拉索在成材過程中由于生產(chǎn)工藝的影響，截面和彈性模量等物理參數(shù)存在差異性，并不是恒定值；另外拉索是柔性的，自重作用下呈懸鏈線形態(tài)，但索單元的計算模型往往采用拋物線等近似曲線，這都使得拉索的計算長度與真實長度存在一定偏差。

 2)桿件下料誤差鋼絲通過精下料，其下料精度容易保證，但由于鋼絲束成品索采用的是熱鑄錨，錨具組裝出現(xiàn)偏差，使得拉索最終的下料長度與計算長度之間存在偏差。壓桿的下料長度誤差則主要由工廠下料切割引起。

1.2  節(jié)點誤差

 節(jié)點誤差主要包括支座節(jié)點定位誤差、索夾節(jié)點標記誤差。由于周邊環(huán)梁的施工精度較難保證，使得拉索錨固支座的空間位置與理論值存在一定偏差；若斜索、脊索和環(huán)索等拉索采用連續(xù)拉索，則需在拉索上標記索夾的位置，由于成品鋼絲束較柔，安裝時又處于低應力松弛狀態(tài)，初始態(tài)索夾定位位置與成型態(tài)位置有一定偏差。

1.3  耳板銷軸孔加工誤差

 拉索端部設(shè)有叉耳，叉耳與錨固節(jié)點的耳板孔通過銷軸連接。耳板在施工現(xiàn)場通過埋入混凝土或與鋼結(jié)構(gòu)焊接方式進行錨固，由于混凝土的施工振搗和鋼結(jié)構(gòu)的焊接殘余變形會導致耳板的空間定位不準確；銷軸孔由于加工工藝和安裝的需要，還存在裝配公差，即銷軸孔間隙。這兩個方面的原因?qū)⑹沟美�索錨固端的空間位置與理論值存在偏差。

1.4預張拉力誤差

 拉索在施工及使用期間由于錨具滑移，周邊環(huán)梁的彈性收縮、徐變，預應力筋松弛等因素使得施工張拉值與設(shè)計值存在偏差。

1.5  環(huán)境溫度偏差

 環(huán)境溫度對施工過程的影響較為復雜，從構(gòu)件的下料制作、安裝到最后張拉施工完畢，環(huán)境溫度都會產(chǎn)生影響�，F(xiàn)場施工張拉時的溫度與設(shè)計溫度不一致導致施工張拉力與設(shè)計值不一致。

2  施工誤差控制范圍

2.1  桿件長度誤差

 根據(jù)我國《索結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ257-2012中規(guī)定，成品拉索和壓桿的交貨長度與設(shè)計長度可允許偏差應滿足表1的要求。

2.2預張拉力誤差

 根據(jù)《預應力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS212: 2006規(guī)定：“試驗和張拉用設(shè)備和儀器應進行計量標定。施加索力和其他預應力須采用專用設(shè)備，其負荷標定值應大于施力值的2倍。施加預應力的誤差不應超過設(shè)計值的±5%”，“竣工前，應對主要承重拉索進行索力量測，偏差值應控制在±10%以內(nèi)”。具體到預張力結(jié)構(gòu)，應把施工張拉力的偏差分為兩部分，即主動張拉索和被動張拉索的索力偏差。

2.3索夾標記誤差

 目前國外可查閱的技術(shù)說明中，索夾位置的標記誤差一般控制在±2mm。

3  誤差敏感性分析

 鑒于施工誤差的客觀存在，為實現(xiàn)預張力的精確分布，分析、評價各類誤差的誤差敏感性，并采取有效的控制和修正方法顯得尤為必要，本文采用理論分析和模型試驗方法，就其中的兩類重要施工誤差即桿件長度誤差和支座節(jié)點位置誤差進行分析。

3.1理論分析

 采用ANSYS軟件數(shù)值模擬桿件長度誤差及支座節(jié)點位置偏差效應。其中桿件長度變化通過對拉索和壓桿施加溫度作用模擬，溫度內(nèi)力△T按照式(1)計算：

 支座節(jié)點位置偏差包括徑向、環(huán)向及豎向位置偏差，理論分析時可通過先微調(diào)節(jié)點位置，然后經(jīng)非線性迭代可求得引入位置偏差后整體結(jié)構(gòu)的預張力分布，分析比較引入節(jié)點偏差前后預張力分布的變化來評價3個方向位置偏差的誤差敏感性。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，支座節(jié)點環(huán)向和豎向位置偏差相對于徑向引起的預張力偏差效應很小，幾乎可以忽略。本文主要考慮徑向位置偏差，由于無法改變模型支座環(huán)梁的徑向位置，因此通過將連接支座的外圈拉索同時改變一定長度來模擬支座的徑向變形，拉索長度變化同樣采用式(1)施加溫度作用來模擬。

3.2模型試驗

 在一直徑為5m的索桁結(jié)構(gòu)模型上改變桿件長度來模擬施工過程中產(chǎn)生的桿件長度誤差和支座節(jié)點誤差，通過考察引入誤差后體系預張力變化來評價各桿件及支座節(jié)點的誤差敏感性。模型由12榀索桁架單元組成，每榀單元包括脊索1( JC1)、脊索2( JC2)、斜索1(XC1)、斜索2(XC2)、上環(huán)索( SHC)、下環(huán)索(XHC)、桅桿1(P1)及桅桿2( P2)，模型尺寸、桿件編號及12榀索單元布置如圖1所示。通過加設(shè)有正、反螺紋的套筒將所有桿件均設(shè)計成長度可調(diào)整的桿件，用電阻應變法來測量桿件內(nèi)力，試驗前需對所有貼應變片的構(gòu)件進行標定，即測定構(gòu)件的內(nèi)力與應變關(guān)系。

 試驗包括2項內(nèi)容：①桿件長度誤差敏感性分析，通過分別伸長第1榀所有桿件長度3mm，考察自身所在榀及第4榀和第7榀所有桿件內(nèi)力變化，來分析各桿件長度的誤差敏感性；②支座節(jié)點位置誤差敏感性分析，通過同時改變外圈脊索1和斜索1的長度等效模擬支座節(jié)點徑向位置偏移，進而考察所有桿件的內(nèi)力變化及產(chǎn)生的偏差效應。誤差敏感性試驗前，先基于控制桿件長度張拉成型，發(fā)現(xiàn)各測點初始預張力實測值與理論值基本吻合。

 1)桿件長度誤差敏感性分析  分別將第1榀斜索1、脊索1、桅桿1、桅桿2及上下環(huán)索伸長3mm，考察第1榀、第4榀和第7榀索桁架各桿件內(nèi)力及其變化量，可以發(fā)現(xiàn)：①桿件長度變化均會引起整個結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力的變化，表明結(jié)構(gòu)具有較強的整體平衡性；②斜索1與脊索1伸長3mm時結(jié)構(gòu)索桿內(nèi)力變化值均為16%左右，表明斜索1與脊索1誤差敏感性相近；同時亦可發(fā)現(xiàn)桅桿1與桅桿2伸長3mm時索桿內(nèi)力變化均為3%左右，上下環(huán)索伸長3mm時索桿內(nèi)力變化均為26%，同樣具有相近的誤差敏感性；比較而言，上下環(huán)索誤差敏感性最顯著，脊索斜索次之，桅桿最不顯著；③對于如環(huán)索這類誤差敏感性顯著構(gòu)件，實際加工安裝時需嚴格控制幾何精度，同時亦可作為測點布置構(gòu)件以精確控制索內(nèi)力，而對于誤差敏感性較弱構(gòu)件則可適當降低施工精度；④第1榀索桿長度變化引起第1榀自身索內(nèi)力變化較其他榀索內(nèi)力變化相近，表明結(jié)構(gòu)具有較強的整體平衡性；⑤試驗值與理論計算值

基本吻合，能基本有效驗證相關(guān)理論，但存在誤差，誤差除了模型結(jié)構(gòu)的系列誤差外（包括周邊環(huán)梁幾何誤差等），同時亦包括調(diào)節(jié)拉索或是壓桿長度3mm時引入的調(diào)節(jié)誤差。

 2)周邊支座節(jié)點位置偏差效應分析  將第1榀中斜索1和脊索1同時伸長3mm來模擬支座發(fā)生徑向變形，可以發(fā)現(xiàn)：①引起整個結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力顯著變化，產(chǎn)生的桿件內(nèi)力偏差均為30%左右，其值接近斜索1和脊索1分別伸長3mm引起的索內(nèi)力偏差值之和，表明支座節(jié)點徑向偏差較桿件長度偏差具有更為顯著的誤差敏感性；②試驗值與理論計算值基本吻合，誤差基本控制在10%。

4  結(jié)語

 不同構(gòu)件具有不同的長度誤差敏感性，本模型結(jié)構(gòu)環(huán)索誤差敏感性最強，桅桿最弱，脊索拉索居中；支座節(jié)點徑向位置誤差較桿件長度偏差具有更為顯著的誤差敏感性，其誤差效應相當外圈拉索長度誤差效應之和；試驗結(jié)果與ANSYS軟件數(shù)值模擬結(jié)果基本接近，表明本試驗模型設(shè)計和理論計算方法是正確可行的。