雷速体育

索膜结构:索膜技术与材料

日期:2020-07-27

承重结构的基本承重构件采用受拉的悬索以及张拉的薄膜,称为悬索结构或膜结构。由于受拉构件的承载能力决定于强度而不是稳定性,因而能充分发挥钢索和膜材受拉工作时强度高、自重轻的特点。同时,由于覆盖材料自重轻,使承重结构的重量较小,因而悬索结构和张拉薄膜结构更适合于在大跨度结构中使用。

 seafood-8_meitu_30.jpg

悬索结构的分类

悬索屋盖结构通常由悬索系统,屋面系统和支承系统三部分构成
1:单层悬索体系:
1.1:单层单向悬索结构:由许多平行的单根拉索组成,构成单曲下凹屋面,拉索两端悬挂在稳定的支承结构上

微信图片_20200727142211.png

1.2单层辐射状悬索结构

微信图片_20200727142414.png

1.3单层网状悬索结构

微信图片_20200727142345.png

受力特点

        单层悬索结构的形状稳定性不好,是一种可变体系,其平衡形状随荷载分布方式而变。在恒载作用下呈悬链线形式,在不对称荷载或局部荷载作用下产生大的位移(机构性位移)。索的张紧程度与索的稳定性(抵抗机构位移的能力)成正比。
        单层悬索结构的抗风能力差,在风吸力作用下悬索内的拉力下降,稳定性进一步降低。
        垂跨比的影响:垂跨比大,稳定性和刚度大,索拉力小,但占用空间。通常取1/20~1/10
 
增加稳定性的措施       
   单层悬索结构宜采用重屋面,如装配式钢筋混凝土板;
   采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳;
   设置横向加劲构件。加劲梁或桁架分配局部荷载及将索连成整体。
 

2:双层悬索体系

由一系列下凹的承重索和相反曲率的稳定索组成。每对索之间通过受拉钢索或受压撑杆连系,构成如桁架形式的平面体系,称索桁架。
稳定索可以抵抗风吸力的作用,同时,相反曲率的稳定索和相应的索杆能对体系施加预应力,使每对索均保持足够大的张紧力,提高了整个结构的稳定性与刚度。
承重索的垂跨比:1/20~1/15;稳定索的矢跨比1/25~1/20。
3:鞍形索网体系
索网结构是同一曲面上两组曲率相反的单层悬索系统相交而成,下凹向为承重索,上凸向为稳定索
4:混合悬挂体系
采用柔性的悬索体系与刚性的受弯构件(梁、网架、网壳、桁架等)相结合,可组成共同抵抗外荷载的各种混合体系。
此类结构或用钢索悬挂其他构件,或由钢索对其他构件提供附加支点,或用刚性的构件来加强悬索的稳定性,以减小不均匀荷载作用下的机构性位移。桥梁中的斜拉桥和悬索桥也属于这类混合体系。
 

悬索结构的设计与构造

1:主要考虑作用力:恒荷载,屋面活荷载、雪荷载、风荷载以及温度作用和地震作用等
2:变形验算
据即将颁布的悬索结构技术规程,承重索竖向位移限值如下:
单层悬索体系从初始态算起 l/200;
双层悬索体系、索网及横向加劲索从预应力态算起l/250.
3:节点构造
3.1索与索连接 主要是U型连接和卡式
3.2索头:
浇铸头
       较粗的索(d≥38mm)采用,又称巴氏合金端头,索末端线材须松开足够长度,采用除油液体清洗,干后成刷状,然后插进钢铸件插座楔形孔内(长度为5.5~6索径)浇铸高等级锌等热金属或聚脂材料形成索的端头。
cnc端头
对于的d<38mm的索头,现在基本是CNC加工的
索与其他结构部分的连接,连接方式多种多样,应该根据实际情况而定。

对与索膜结构来说,应用最多的还是平行钢丝束

平行钢丝束

是由若干相互平行的钢丝压制集束或外包防腐护套制成,断面呈圆形或正六角形; „常用制索钢丝直径有5mm和7mm两种,采用光面钢丝 或镀锌钢丝;钢丝呈蜂窝状排列,根数有7根、19根、 37根、61根等。
平行钢丝束的优点
‰钢丝结构紧凑
‰受力均匀
‰接触应力低
‰能够充分发挥高强钢丝材料的轴向抗拉强度
‰弹性模量与单根钢丝接近
索膜结构之膜材
 
采用纯索结构的索膜结构一般使用的PTFE 膜材和ETFE 单层膜结构。但是国外也用纯索结构的ETFE 气枕结构,但是很少见。
PTFE 膜材抗拉强度高,其基布为玻璃纤维组成,有一定的刚度,比较适合纯索结构。还有一点很重要的是PTFE力学稳定性好,没有力学松弛。而索结构的ETFE单层比较时候立面,或者内装饰。否则容易积水。
 

膜与索的连接方式:

   索套连接
   束带连接
   扣带连接
   金属配件连接
   受压弹簧连接
 
 




上一篇:11个坚韧不‘曲’的张力结构... 下一篇:没有了