预应力钢结构计算要求

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预应力钢结构计算要求


（1）在预应力钢膜结构的计算中，对于布置有悬索或折线形索时必须考虑悬索的几何非线性影响。

对于斜拉索，则当索长较长时应考虑由于索自重影响而引起斜拉索刚度的折减，通过公式反映对于弹性模量的折减。一般希望斜拉索的作用点与水平夹角大于30°当接近或小于30°时，必须考虑斜拉索的几何非线性影响。

（2）对于预应力网架等以配置悬索组合的预应力钢膜结构的计算时，应注意索与其他结构的位移协调问题，即索在预应力张拉时荷载作用下，其索力是沿索长连续的，在这种情况下应对索建立独立的位移参数，并在竖向与其他结构协调。

（3）对于预应力结构设计时必须认真考虑结构的预应力索的各项要求，在预应力态应达到积极平衡自重、调整结构位移、实现结构主动控制的目的。

（4）由于预应力钢膜结构跨度大，因此必须考虑地震作用的影响，如何使索不发生应力松弛而至结构失效是关键，其地震作用分为竖向作用(对跨中受力杆件影响大)与水平作用(对下部结构与支座杆件有影响)，进行抗震分析可采用振型分解反应谱法与时程分析法。结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011有关规定执行

（5）由于大跨度屋盖自重较轻，特别当用于体育场挑蓬结构时，其风荷载作用影响较大，应对各风向角下最大正风压、负风乐进行分析，并需认真考虑其屋盖的体型系数与风振系数。

（6）温度影响也应在设计计算中详细考虑。对于温度影响，当结构条件许可时可考虑放的方式，即允许屋盖结构可实现一定程度的温度变形，这要求支座处理或下部结构允许一定的变形。当屋盖结构与下部结构均需整体考虑时，应验算温度应力。

（7）预应力索的设计控制应力，预应力索的设计强度一般取索标准强度的0.4倍，即f=0.4fptk，索的最小控制应力不宜小于f=0.2fptk。

索是预应力钢膜结构中最关键的因素，必须要有比普通钢膜结构更大的安全储备，最小控制应力要求除保证在索材在弹性设计状态下受力外，在各种工况下皆需保证索力大于零，同时也应确保索的线形与端部锚具的有效作用。此外，预应力锚固损失、松弛损失和摩擦损失应在实际张拉中予以补偿。

（8）预应力索的用材宜选用高强材料，如高强钢绞线或高强钢丝或高强钢棒，采用高强材料可有效减轻结构耗钢量并减小预应力索或预应力拉杆在锚固与连接节点的尺寸。

对于预应力索(拉杆)可选用成品索(拉杆)，这些成品索(拉杆)已在工程里完成整索的制作(包括索的外防护与两端锚固节点)。也可采用带防护的单根钢绞线的集合索。对于内力不大的预应力索 (拉杆)可采用耳板式节点(这时索应严格控制长度公差)，对于大内力的拉索与悬索的成品宜采用铸锚节点。

（9）预应力索锚固节点，特别是对于大吨位预应力斜拉索或悬索锚固节点应进行周围空间三维有限元分析，同时也必须要仔细考虑锚头的布置空间与施工张拉要求。

（10）设计和计算应满足国家现行标准《钢膜结构设计标准》GB50017、《预应力钢膜结构技术规程》CECS212。