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一种先进的结构体系的诞生--大跨度预应力悬索中国建筑金属结构信息网玻璃屋面施工

作者：中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-23 10:05:58 [收藏]
　　郭剑飞快速完成了两张结构草图，推到记者面前。一张画的是原计划运用的结构体系，上下两榀主钢桁架是普通的钢管，中间是一些钢件组合；另一张画的是最终运用的新型结构体系，上面采用的是曲面钢管，下面采用的是
    　　郭剑飞快速完成了两张结构草图，推到记者面前。一张画的是原计划运用的结构体系，上下两榀主钢桁架是普通的钢管，中间是一些钢件组合；另一张画的是最终运用的新型结构体系，上面采用的是曲面钢管，下面采用的是一根悬索，中间腹杆采用的是直径较小的钢管。
    　　在北京农业生态工程试验基地配套工程主任工程师郭剑飞看来，这些钢构件的改变，意味着一种先进的结构体系的诞生。事实证明，这种运用于大跨度玻璃屋面的施工方法不仅能够节约钢材、节省工期，还使结构受力更加合理。去年，大跨度预应力悬索中国建筑金属结构信息网玻璃屋面施工工法被评为国家级工法。
    　　“其实，这种新型结构的产生与最初设计方的设计方案有关。”郭剑飞说。据他介绍，设计方的设计想法是要求20年不落伍，还要兼顾使用功能和美学功能。如果运用传统结构，就不能达到设计方的要求，而且较笨重的单纯刚性构件还可能破坏工程的整体效果，影响采光和空间造型。
    　　但当时还没有一种成熟的施工方法能够解决大跨度预应力悬索张拉的问题，也没有配套指定的机械。怎么办？工期不等人。
    　　在确定了钢构件后，技术人员协同设计方进行了大量的仿真模型计算和实验。他们在下弦柔性索体内部施加预应力，控制刚性构件的弯矩大小和分布，改善了整体结构的受力性能，使压弯构件和抗拉构件取长补短、协同工作，达到自平衡。
    　　为了确保万无一失，技术人员还在钢索上安装了很多监控仪器。比如，他们安装了压力传感器监测钢索预应力，安装了水准仪监测上弦钢管的变形情况。
    　　经过反复实验，他们最终获得成功。在刚性构件与柔性索体形成整体刚度后，张弦梁结构的刚度远远大于传统单纯刚性构件的刚度，在同样的荷载作用下，其变形情况也要比单纯刚性构件好得多。
    　　郭剑飞说，由于采用了预应力结构，屋盖结构杆件大为减少，腹杆等构件的截面尺寸比原设计尺寸更小。根据初步设计，钢桁架体系总吨位约400吨，现在采用的钢桁架预应力张弦梁结构体系总吨位约230吨，节约钢材约170吨，仅材料一项就节约资金约93.5万元。同时，由于这种结构体系是在现场组装后整体吊装而成，现场焊接的工程量大大减少，工期还提前了20天。
    　　在这项工程完成之后，大跨度预应力悬索中国建筑金属结构信息网玻璃屋面施工工法又相继被运用到北京市金融街某大厦工程和北京凯晨广场工程中，并取得了良好的效果。 [建筑中国建筑金属结构信息网网(http://www.ccmsa.com)收集整理]
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