索结构技术规程条文说明.pdf

58 目目目目 录录录录 _ 1 总 则.59 3 基本规定.60 3.1 结构选型.60 3.2 结构设计.61 4 索与锚具.62 4.1 一般规定.62 4.2 索体材料与性能.62 4.3 锚具.63 5 设计与分析.65 5.1 设计基本规定.65 5.2 初始预应力状态确定.66 5.3 静力分析.66 5.4 风效应分析.67 5.5 地震效应分析.68 6 节点设计与构造.71 6.1 一般规定.71 6.2 悬索结构节点.71 6.3 斜拉结构节点.72 6.4 张弦结构节点.72 7 制作、安装及验收.73 7.1 一般规定.73 7.2 制索.73 7.3 安装.73 7.4 张拉及索力调整.74 7.5 防护要求.75 7.6 维护.75 条文说明 1 总则 59 1 总总总总 则则则则 1.0.1 本规程所称的“索结构”是指近年来在建筑结构的屋盖、采光顶和玻璃幕墙中所广泛采用的以索作为主要受力构件的几种结构形式，并将其归纳为悬索结构、斜拉结构、张弦结构和索穹顶。条文说明 4 索与锚具 603 基本规定基本规定基本规定基本规定 3.1 结构选型结构选型结构选型结构选型 3.1.1 本条指明了几个影响索结构型式的主要因素，并强调了结构的整体刚度和稳定。3.1.2 本条是综合考虑索结构受力特点、组成形式等因素进行的分类，基本涵盖了目前屋盖用索结构的所有型式，其中对传统的悬索结构又进行了细分。3.1.3 单索易在不对称性荷载下产生机构性位移，抗负风压的能力也很差。采用重型屋面是解决问题的一个途径。3.1.4 索网由相互正交和曲率相反的承重索和稳定索组成，形成负高斯曲率的曲面。在施加一定的预应力后，索网可以具有很大的刚度，可采用轻型屋面。3.1.5 双层索系的承重索、稳定索、受压撑杆和拉索一般布置在同一竖向平面内。由于其外形与受力特点与传统平面桁架相似，所以又被称为“索桁架”。双层索系的布置方式取决于建筑平面。在施加预应力后，稳定索可以和承重索一起抵抗竖向荷载作用，从而使体系的刚度得到加强，它同时具有良好的形状稳定性，可采用轻型屋面。3.1.6 设置横向加劲构件是改善单层索系工作性能的一种方法。横向加劲构件可采用梁或桁架，它们与索垂直相交并设置于索上。开始安装时，横向加劲构件的两端支座与支承之间空开一段距离，然后对两端支座下压而产生强迫位移，从而在结构中建立预应力。这时横向加劲构件呈反拱状态，承受负弯矩。施加荷载后，跨中挠度逐步增加，横向加劲构件也转而承受正弯矩。实践表明，通过下压支座而建立的预应力，使横向加劲构件与索共同受力，并大大增加了屋盖结构的刚度，尤其是在承受不均匀分布荷载时，横向加劲构件能有效地分担和传递荷载。当建筑物平面形状为方形、矩形或多边形时，横向加劲索系是一种适宜采用的结构体系。3.1.8 张弦结构是由刚度较大的刚性构件与柔性的“弦”、连接二者的撑杆组成。由于索的参与，张弦结构的整体刚度远大于单纯刚性构件的刚度。3.1.9 索穹顶是一种索系支承式膜结构。此时，空间索系是主要承重结构，而膜材主要起围护作用。从受力特点看，索穹顶是一种特殊形式的双层空间索系。梯形索穹顶由美国盖格(D.Geiger)首先提出，其中脊索与斜索、撑杆位于同一竖直平面内，条文说明 4 索与锚具 61脊索呈辐射状布置，环索将同一圈撑杆的下端连成一体，膜材覆盖在脊索上，谷索布置在相邻脊索之间并用于将膜材张紧。联方形索穹顶由美国李维(M.Levy)首先提出，其中脊索被布置成联方型网格的形式，不设谷索。3.2 结构设计结构设计结构设计结构设计 3.2.1 在选择索的形式时，应综合考虑结构特点、力学性能、施工难易、造价等多种因素。其中，劲性索在保持抗拉结构充分利用材料强度这一优点的同时，还可改善结构的形状稳定性。3.2.2 预应力的大小与分布对索结构的刚度具有重要影响，对索结构施加预应力是施工的重要环节。根据不同的结构形式，本条给出了几种常用的、行之有效的施加预应力方法。在具体实践时，应结合结构特点及计算结果灵活选择或采取其它有效方法。3.2.4 较之刚性结构，索结构的性能对边界条件的变化十分敏感。当作为边界条件的支承结构发生过大的变形时，有可能使索结构的受力性态发生较大的改变，从而危及结构的安全。3.2.63.2.9 对于悬索结构来说，索的垂度与跨度之比是十分重要的参数。一般地，在同等条件下，此比值越小，结构的形状稳定性及刚度越差，索的拉力也越大；反之，结构性态得以改善，但结构所占空间也有所加大。本规程中对各种悬索体系的规定取自国内外工程实践的经验，可作为设计时参考。3.2.11 索结构属于柔性结构，只有在对其施加一定的预应力后，索结构才能具有必要的刚度和有效地承受荷载，因此本条规定除单索外的其它索结构跨中竖向位移均由初始预应力态位置算起。跨中竖向位移与跨度之比的限值 1/250 系参考现行行业标准空间网格结构技术规程JGJ7-200X 确定，从国内若干已建成的悬索结构可知，当索结构按满足承载能力极限状态要求选定几何尺寸及索截面后，一般均能满足本条规定的结构刚度要求。对于单索结构，考虑到一般均采用钢筋混凝土屋面板等重屋面，在屋面板上超载加荷并浇筑板缝，然后卸载建立预应力，所以本条规定单索跨中竖向位移自初始几何状态位置算起。3.2.12 本条关于变形的限值是参考现行行业标准空间网格结构技术规程JGJ7-200X 确定。条文说明 4 索与锚具 624 索与锚具索与锚具索与锚具索与锚具 4.1 一般规定一般规定一般规定一般规定 4.1.1 本条说明了拉索的基本组成形式。4.1.2 本条列出了目前常用索体形式，如钢丝束、钢丝绳、钢绞线、钢拉杆形式，其它新型索体如碳纤维拉索等，待研究推广及应用到一定程度后再列入。钢丝束、钢丝绳、钢绞线可用于不同长度、不同索力和不同工作环境条件。由一组单根钢绞线组成的群锚钢绞线拉索安装方便，适用于小型设备高空作业。钢拉杆主要优点为不易燃、耐久、耐腐蚀，可用于室内或室外，钢拉杆受制造能力限制，一般 10m 左右设置一个接头，可利用正反牙套筒接长。4.1.3 本条说明了确定拉索两端锚具构造形式的主要因素。4.1.4 长度大于 50m 的拉索要考虑风振和雨振的影响。拉索的减振措施可参考桥梁斜拉索的做法。4.2 索体索体索体索体材料与性能材料与性能材料与性能材料与性能 4.2.1 在索结构中最常用的是半平行钢丝束，它由若干根高强度钢丝采用同心绞合方式一次扭绞成型，捻角 24，扭绞后在钢丝束外缠包高强缠包带，缠包层应齐整致密、无破损；然后热挤高密度聚乙烯(HDPE)护套。钢丝拉索的 HDPE 护套分为单层和双层。双层 HDPE 套的内层为黑色耐老化的 HDPE 层，厚度为 34mm；外层为根据业主需要确定的彩色 HDPE 层，厚度为 23mm。钢丝束进行精确下料后两端加装冷、热锚进行预张拉，拉索以成盘或成圈方式包装，这种拉索的运输和施工都比较方便。4.2.2 钢丝绳是由多股钢丝围绕一核心绳芯捻制而成，绳芯可采用纤维芯或金属芯。纤维芯的特点是柔软性好，便于施工，但强度较低，纤维芯受力后直径会缩小，导致索伸长，从而降低索的力学性能和耐久性，所以结构用钢丝绳应采用无油镀锌钢芯钢丝绳。密封钢丝绳是以若干平行圆形钢丝束为缆心，外面逐层捻裹截面为“Z”形的钢丝，相邻两层的捻向相反，互相咬合形成防护层，包裹住内部的钢丝束。这种钢丝绳结构紧凑，具有最大面积率，水分不易侵入，成为密封钢丝绳。相对一般钢丝绳而言，密封钢丝绳具有强度高、弹性模量大等优点，但价格较贵。条文说明 4 索与锚具 634.2.3 钢绞线是由多根高强钢丝呈螺旋形绞合而成，可按 13、17、119 和 137等规格选用，钢绞线索体具有破断力大、施工安装方便等特点。4.2.4 钢拉杆是近年来开发的一种新型拉锚构件，主要由圆柱形杆体、调节套筒、锁母和两端形式各异的接头拉环组成，由碳素钢、合金钢制成，具有强度高、韧性好等特点，可广泛用于空间结构、桥梁等。4.2.5 根据工程设计经验及结合厂家提供的数据，计算钢丝束、钢丝绳、钢绞线索体及钢拉杆抗拉强度设计值时，抗力分项系数取 2.0。4.2.6 本条根据制索厂家提供的数据，仅供设计计算时参考使用。应注意，对于多根钢丝束组合索体,特别是钢绞线组合类型索体，其弹性模量变化范围较大。4.3 锚具锚具锚具锚具 4.3.1 浇铸锚具分为热铸锚锚具和冷铸锚锚具。热铸锚锚具采用低熔点的合金填料进行浇铸，合金熔液冷却后锚住索体。冷铸锚锚具采用环氧树脂和铁砂、矿粉、固化剂、增韧剂等搅拌后浇入锚杯，凝固后与索体形成锥塞。本条规定了浇铸锚具制作、验收的行业标准。4.3.2 单个的挤压锚具或夹片锚具主要用于锚固单股钢绞线，由一组夹片锚具或挤压锚具构成的群锚用于钢绞线索体的锚固。本条规定了挤压锚具、夹片锚具制作、验收的行业标准。4.3.3 压接锚具通常采用高强钢材做成索套，在高压下挤压成形握裹住索体，属握裹式锚具。本条规定了压接锚具制作、验收的行业标准。4.3.5 图 4.3.5(b)中锚具的锚杯与接头是分体制作，然后通过螺纹互相连接。图4.3.5(c)双螺杆连接的热铸锚锚具适用于准确建立索力值及大距离调节张拉引伸量情况。图 4.3.5(d)冷铸锚锚具采用了螺纹螺母连接，适用于大吨位索力值情况，并能调整索力值。图 4.3.5(e)夹片锚具用于钢绞线索体，适用于大距离调节张拉引伸量情况，一组钢绞线组成的群锚拉索适用于小型设备高空安装。图 4.3.5(f)挤压锚具采用了螺母承压连接，适用于大吨位索力值情况，并能调整索力值。图 4.3.5(g)压接锚具加工制作比较简单，适用于较小拉力情况。图 4.3.5(h)采用双向螺杆或调节套筒调节形式的浇铸锚具，由于施加预应力时对油泵给千斤顶供油加压与旋转螺杆或套筒的同步要求高，张拉后套筒与螺杆间有一定的间隙预应力损失，一般用于索力较小、对拉索张拉力准确值建立要求不严格的拉索。4.3.7 锚具材料应采用高强度合金结构钢，并经过热处理以提高综合机械性能。小条文说明 4 索与锚具 64锚具采用锻造方式制作，大锚具采用铸造制作。4.3.9 为实现“强锚固”的要求，要求锚具和连接件后于索体破断。条文说明 5 设计与分析 655 设计与分析设计与分析设计与分析设计与分析 5.1 设计基本规定设计基本规定设计基本规定设计基本规定 5.1.1 预应力荷载是人为施加的一种结构内部的自平衡力，其变异性（即偏离原设计值的程度）对结构整体的影响可能是有利的，也可能是不利的。例如，放大预应力可以导致索结构的刚度提高，但同时也会降低索材料的安全储备并增加下部支承结构的负担。此外，对于非自平衡式索结构，放大或缩小预应力还可能导致结构的初始平衡位置发生变化。因此，本规程建议预应力作用分项系数取 1.0，这样更接近于实际情况。5.1.2 与常规结构不同，索结构是一种柔性体系，其在无应力状态下的形状是不稳定的，因此必须预先确定一个具有一定初应力的稳定的几何形状才能继续进行荷载状态分析。这一预先确定的状态称为索结构的初始预应力状态。索结构的分析都是在初始预应力状态的基础上进行的。分析中应考虑几何非线性影响，可不考虑材料非线性 索结构计算时要充分考虑几何非线性的影响，这是悬索理论的固有特点。因为与索的初始垂度相比，索在荷载增量作用下产生的竖向位移并不是微量；这在小垂度问题中尤其是如此。因此索结构的平衡方程不能按变形前的初始位置来建立，而必须考虑索曲线形状随荷载变化而产生的改变，按变形后新的几何位置来建立平衡条件。对于较为刚性的索结构，如斜拉结构和张弦结构，在进行荷载状态计算时，可不考虑几何非线性的影响。5.1.3 本条规定了索结构设计应计算或验算的内容。5.1.4 本条强调了支承结构对索结构的影响。与网壳等拱形结构类似，支承结构的变形对索结构本身的内力和变形都有较大影响，可能会产生较大的附加内力，也可能使部分索段松弛而退出工作。5.1.5 索具有只能受拉不能受压的特点，当索内力为负时即意味着出现了松弛现象，索将退出工作。加大预拉力可以有效减少松弛现象的出现，但是会增加索支承结构的负担。通常情况下，少量的索在短时间内出现松弛不会影响结构的整体稳定性，当外荷载撤除后松弛的索又会张紧恢复工作。但在某些情况下，比如对于索穹顶结构，索松弛可能会导致结构产生不可逆的变形，甚至结构整体垮塌，这种情况条文说明 5 设计与分析 66是应当在设计中严格避免的。5.1.6 如果在建筑使用周期内需要更换索体，则应在设计时对换索过程进行分析，确定合理的换索方案；还应在节点构造上保证索体更换的可操作性。5.2 初始预应力状态确定初始预应力状态确定初始预应力状态确定初始预应力状态确定 5.2.2 索网的几何形状通常可采用由两组正交的、曲率相反的索形成具有负高斯曲率的曲面。索网的形状还取决于索力和边缘构件的形式。对于椭圆形、菱形、圆形等平面形状简单的索网曲面一般可采用双曲抛物面，其优点是整个曲面采用同一曲率、曲面形成简单、索力也比较均匀，但是当平面形状复杂时，索网曲面就难以用函数来描述，其初始几何形状应通过一些考虑平衡的方法来确定。初始预应力状态确定是索结构分析和设计的前提和关键。5.2.3 扁平区域不仅容易在屋面形成积水或积雪，而且会导致结构的局部刚度较弱，在脉动风荷载作用下产生较大振动，因此应在索结构设计中避免。5.3 静力分析静力分析静力分析静力分析 5.3.2 附录 A 根据国外资料给出常用索结构的雪荷载情况及相应的积雪分布系数可供计算时采用。由于当前有关雪荷载分布的资料很少，设计人员应根据具体地区及实际的屋盖形式进行专门分析确定雪荷载分布情况，特别要注意由于刮风造成的屋面积雪不均匀分布荷载。5.3.3，5.3.4 采用本规程提供的解析法分析索结构时应符合以下条件：1 索的垂度与跨度比小于 1/10；索的支座高差与其跨度之比不大于 1/10；2 索结构的支承刚度足够大，可简化为固定铰支承计算模型。单索的计算理论是基于以下两点基本假设：首先索是理想柔性的，既不能受压，也不能抗弯；其次索的材料符合虎克定律，即索的应力和应变符合线性关系。采用解析方法分析单索有两种方法：一是按荷载沿索长分布的精确计算法，当荷载沿索长均匀分布时索的形状是一悬链线；另一种是按荷载沿索跨分布的近似计算法，当荷载沿跨度均匀分布时索的形状是一抛物线，由于悬链线的计算非常繁琐，在实际应用中，一般均按抛物线计算，附录 B 所给出的公式是按此假定推导而得。附录C中给出的横向加劲索系简化计算方法是根据索与横向加劲索构件不同的条文说明 5 设计与分析 67力学特征，将该结构简化为一组具有相互作用弹性地基梁。从有限元非线性分析及结构模型试验的结果来看，这种结构在均布荷载下基本上呈线性反应的特征。因此在简化分析中引入了线性变形的假定，这样就可应用迭加原理。为了更好地表现结构的特点，在涉及索的计算中仍尽可能地考虑索的非线性特征。为了得到结构的弹性地基梁解，首先要确定单索在均布荷载下的刚度曲线，这样就可将结构转化为一组弹性地基梁，然后假设结构位移的曲面方程，并取其中一根弹性地基梁进行分析，假设梁两端的支座有相同的强迫位移，得出满足其边界条件的梁位移函数与梁截面转角函数，应用最小势能原理可求得每根梁的变形与弯矩。根据变形协调原理，各索的索力可由该索的跨中位移求出。5.4 风效应分析风效应分析风效应分析风效应分析 5.4.1 索结构属风敏感体系，风荷载对结构的作用表现为平均风压的不均匀分布作用和脉动风压的动力作用。对于索结构的风效应分析，目前在理论上已较为成熟，但尚缺乏简便实用的工程计算方法；因此在实际工程设计中，应根据具体情况，由专业机构对索结构的风效应进行分析或进行风洞试验。5.4.2 影响屋盖结构风压分布的因素很多，也很复杂，如曲面的几何形状、曲率、风向等等。因此条文规定悬索结构的风荷载体型系数宜进行风洞试验确定。附录 A列出的风荷载体型系数系根据原建工部建筑科学研究院和原哈尔滨建筑大学所做的风洞试验结果，以及参考有关国外资料汇编而成。5.4.3 由于索结构的响应与荷载呈非线性关系，所以定义索结构的荷载风振系数在理论上是不严密的，应该定义结构响应风振系数。在这方面，国内学者已开展了一定数量的研究工作。但是由于响应风振系数在实际使用中不甚方便，特别是考虑不同荷载的组合效应时；此外，响应风振系数也与现行荷载规范规定的荷载风振系数不相协调，在实际使用中易出现混淆问题，因此本规程仍采用了荷载风振系数的概念。从实际索结构的力学特点来看，当结构完全张紧成形后，其力学性能接近线性，因此可以用荷载风振系数来近似计算索结构的风动力效应。5.4.4 对于本条列出的索结构情况，应对风动力效应进行较为细致地分析。当采用风振时程分析方法或随机振动理论分析时，输入的风荷载时程或功率谱宜根据风洞试验确定。当采用气弹模型风洞试验测定时，应注意主要相似条件的满足。本条规定的结构自振周期大于 1s 是参考了美国、澳大利亚等国的荷载规范规定。5.4.5 从已发生的房屋结构风灾害来看，在强风作用下由于门窗突然开启（或破碎）条文说明 5 设计与分析 68导致建筑内压骤增，进而引发屋盖被掀起的实例较多，因此设计中需要根据具体情况考虑内压与结构外部风吸力的叠加作用。5.5 地震效应分析地震效应分析地震效应分析地震效应分析 5.5.2 当进行索结构单维地震效应分析时，对 XY、Z 三个方向的地震作用效应均应分别计算;当进行多维地震效应时程分析时，对输入的地震加速度时程曲线最大值按以下比例调整：1（X 水平方向）0.85（Y 水平方向）0.65（Z 竖向）1（Y 水平方向）0.85（X 水平方向）0.65（Z 竖向）对于同一地震作用工况（如均为 X 向地震作用）的几条时程曲线的计算结果可取平均值；最终取各种地震作用工况计算结果的较大值。5.5.3 采用时程分析法时，要注意正确选择输入的地震加速度时程曲线，应满足地震动三要素的要求，即频谱特征、有效峰值和持续时间均应符合规定。1 频谱特征：先按实际地震波的卓越周期与场地特征周期值相接近的原则，初步选择数个实际地震波继而经计算选用其平均地震影响系数曲线与现行抗震规范所给出的地震影响系数曲线在统计意义上相符的加速度时程曲线。所谓“在统计意义上相符”指的是，用选择的加速度时程曲线计算单质点体系得出的地震影响系数曲线与现行抗震规范所给出的地震影响系数曲线相比，在不同周期值时均相差不大于 20%。2 有效峰值：根据选用的实际地震波加速度峰值与设防烈度相应的多遇地震时的加速度时程曲线最大值相等的原则，对实际地震波进行调整。地震加速度时程曲线的最大值见现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011-2001 表5.1.2-2。3 持续时间：输入的加速度时程曲线的持续时间应包含地震记录最强部分，并要求选择足够长的持续时间一般建议选择的持续时间取不少于结构基本周期的 10 倍，且不小于 10 秒。5.5.4 影响阻尼比值的因素甚为复杂，随结构类型、材料、屋面、质量、刚度、节点构造、动力特性等多种因素变化。阻尼比取值应根据结构实测与试验结果经统计分析而得来。条文说明 5 设计与分析 691 仅含索元的结构阻尼比取值：根据收集到的国内外资料统计，对于无屋面覆盖层的索结构的阻尼比值均远远小于 0.01，对于有轻屋面覆盖层的索结构阻尼比值约为 0.01 左右，极少部分为 0.010.02，仅个别达 0.03。为安全设计，建议仅含索元的结构阻尼比值取 0.01。2 由索元与其它构件单元组成的结构体系的阻尼比取值：对于由索元与其它构件单元组成的索结构，阻尼比值可采用下式计算：=nssnsssWW11 式中：计算结构的阻尼比值；s 第s个单元阻尼比值。对索元取 0.01；对钢构件取 0.02；对混凝土构件取 0.05；n 计算结构的单元数；sW 第s个单元的位能；梁元位能为：)()(622bsasbsassssMMMMEILW+=杆元位能为：ssssEALNW)(22=sL、sEI)(、sEA)(分别为第s杆的计算长度、抗弯刚度和抗拉刚度；asM、bsM、sN 分别取结构在重力荷载代表值作用下第s杆两端的静弯矩和该杆静轴力。5.5.6 为简化计算，本条给出了几类典型索结构的自振频率与振型的简化计算方法。附录 E 中对于平行布置的单索与索桁架、正交矩形索网、横向加劲索系采用瑞雷-里兹法给出了索结构的自振频率与振型。索结构的基频为反对称双半波振型，对于对称振型则以二项正弦函数来逼近，以反映振动中索力增量对于频率与振型的影响。简化计算与有限元分析及模型试验结果相比精度较高，可以满足工程分析需要。由于简化计算推导中采用了索是小垂度的假定，因此本条给出的公式适用范围为索条文说明 5 设计与分析 70垂跨比与稳定索的拱跨比为11820 条文说明 6 节点设计与构造 716 节点节点节点节点设计设计设计设计与构造与构造与构造与构造 6.1 一般规定一般规定一般规定一般规定 6.1.1 由于索无法直接与其它构件或结构直接相连，因此索与其它构件或结构连接需采用专门的节点。目前主要通过索端头锚固的方式将索与不同形式的连接件可靠地相连，然后将连接件与其它构件或结构连接。本条强调节点的构造设计应与结构分析时所作的计算假定尽量相符。由于实际工程中的节点构造需考虑制作工艺和安装的要求，节点的刚度、嵌固能力等有时难达到与计算分析所假定的一致，所以在结构分析和设计时应考虑到节点或支座节点刚度或变形的影响。6.1.2 索结构钢节点设计应按照现行国家标准钢结构设计规范GB 50017的规定进行。节点所用材料和连接等均应满足相应标准中的规定。6.1.3 节点验算时，应根据各连接件的实际受力情况进行相应的强度、刚度验算。6.14 由于结构安装偏差、索体松弛效应等影响，在索结构节点构造设计时应考虑进行二次张拉的可能性。6.2 悬索悬索悬索悬索结构结构结构结构节点节点节点节点 6.2.1 索与索之间的连接主要指承重索与稳定索之间的连接。本条列出的几种夹具仅是目前常用的夹具，夹具夹紧之后需保证不得产生滑移。由于连续索夹具节点两侧索体的索力在一般情况下都不相等，为保证结构的几何稳定，应确保夹具与索体之间的摩擦力大于夹具两侧索体的索力之差，同时应注意防止索夹损伤拉索护套表面。6.2.2 应根据拉索的交叉角度优化连接节点板的外形，避免因角度过小使拉索相碰，应采取构造措施减少因开孔和造型切角引起的应力集中。6.2.4 对于可张拉节点，设计时应根据可能出现的节点预应力超张拉情况，验算节点强度。可张拉节点应有可靠的防松措施。6.2.5 拉索与钢环梁的连接构造设计应注意留出足够的张拉施工空间。6.2.6 在横向加劲索系中索与桁架节点应可靠连接，不应产生相对滑移。但由于索与桁架下弦节点存在偏心矩，故在节点设计时需考虑出桁架平面内的弯矩的影响。6.2.7 本条列出常用的二种钢筋混凝土屋面板与索的连接方式。通常作法是将钢筋条文说明 6 节点设计与构造 72混凝土屋面板搁置在连接板上，通过连接板将屋面荷载传递至索，钢筋混凝土屋面板宜与索节点处的连接板焊接。对于承受较小荷载的悬索结构也可采用将钢筋混凝土屋面板的钢筋钩直接与索相连的方式。6.3 斜拉结构节点斜拉结构节点斜拉结构节点斜拉结构节点 6.3.1 由于斜拉结构的拉索拉力往往较大，其连接耳板的设计应特别注意平面外的稳定性，应通过计算和构造措施予以加强。6.4 张弦结构节点张弦结构节点张弦结构节点张弦结构节点 6.4.5 拉索沿轴线穿越钢管，为保证张拉过程中拉索不受损伤和结构受力过程中拉索有效工作，应采用限位环板对拉索进行侧向限位，为减小限位环板对索体的摩擦，环板与索体接触的内缘应磨圆。条文说明 7 制作、安装及验收 737 制作制作制作制作、安装安装安装安装及验收及验收及验收及验收 7.1 一般规定一般规定一般规定一般规定 本节主要规定索结构施工前应做好的主要准备工作。索结构施工前应制定完整的施工组织设计，并经审核批准，必要时可组织专家审查。索结构施工过程应与设计考虑的荷载工况一致。为了做好索结构的施工工作，施工单位与设计单位的密切配合至关重要。必要时，在施工的重要阶段设计人员可在现场进行指导、检查，对拉索安装时的垂度和拱度偏差、张拉时索力变化、结构变形应进行必要的观测。7.2 制索制索制索制索 7.2.1 非低松弛索体预张拉的作用主要是消除钢索的非弹性变形影响，预张拉值由设计确定，如设计没有明确的规定可按本规定取值。预张拉应在其相匹配的张拉台座上进行。预张拉荷载可用油压千斤顶的压力表控制，压力表精度等级应不低于1.5级，其量程应与预张拉荷载大小相匹配预张拉时，可将预张拉值数据相同的钢索串联，并用工具索配长，同时张拉。7.2.3 应力状态下料的主要作用是保证索的下料尺寸满足应力状态下的索长要求。7.3 安装安装安装安装 7.3.5 拉索安装时受风力影响较大，发生较大风时，应中止作业，并采取措施确保安全。7.3.6 应特别注意保护拉索护套与锚具连接部位的密闭性，防止雨水、潮气等的进入。7.3.7 传力索夹的安装，应考虑拉索张拉后直径变小对索夹夹持力的影响，索夹固定螺栓一般分为初拧、中拧和终拧三个过程，也可根据具体情况将后两个过程合二条文说明 7 制作、安装及验收 74为一。在拉索张拉前可将索夹螺栓初拧，张拉后进行中拧，结构承受全部恒载后对索夹进行检查并终拧。拧紧程度可用扭矩扳手控制。7.3.9 拉索是柔性构件、易变形，为使结构变形对称，最终形成设计要求的曲面，屋面构件应分级对称进行安装。7.4 张拉及索力调整张拉及索力调整张拉及索力调整张拉及索力调整 7.4.1 宜建立索结构和支承结构的整体结构模型进行拉索的张拉力计算，计算时并模拟施工过程的各个阶段进行分析，应使各个张拉阶段的结构内力和变形均在规定的结构安全工作范围内，从而确定合理的拉索张拉方案。7.4.2 根据实际经验，千斤顶标定时试验机主动压千斤顶与千斤顶主动顶试验机两者的试验结果是不同的。因此试验时，应模拟施工中千斤顶主动顶工件的工况。7.4.3 当需要张拉的索数量较多、张拉设备不足时，可以将索分批进行张拉，但分批张拉也应对称进行。张拉过程中，张拉预应力在结构传递是经过一定时间逐步完成的，因此，应缓慢均匀地张拉，同批张拉的索应同步张拉。由于可能存在预应力传递过程摩擦损失、索松弛及锚具锚固效率等问题造成的预应力损失。因此，可根据具体情况确定是否需要超张拉，超张拉值应控制在规定的结构安全工作范围内。7.4.4 不同的索结构对预应力变化的敏感程度不同。因此，在张拉前应由设计单位和施工单位共同确定张拉的控制原则，即是控制索力还是控制位移，或两者兼控，并确定索力及位移的允许偏差值。一般宜控制在10%以内。7.4.5 本条规定的张拉速度为最低要求值。7.4.7 用千斤顶直接张拉法是国内常用的方法。在结构上部施压，对索施加预应的方法国内也使用过。其它方法尚缺乏实践经验，仅供确定施工方案时参考。7.4.9 悬索结构属于柔性结构，张拉时，可能会比较敏感地改变屋面形态，而屋面形态的改变又会直接影响结构内力分布，因此，屋面的拱度和挠度控制精度应更严格。7.4.10 斜拉结构当采用桅杆支撑且其根部节点为球铰时，桅杆顶部位移对预应力张条文说明 7 制作、安装及验收 75拉较为敏感，在张拉过程中应用多台经纬仪进行观测监控，以保证其在安全范围内摆动，张拉结束后，要求结构曲面、标高、桅杆倾斜方向及角度皆符合设计要求。7.4.12 张弦网壳采取分批张拉时，应对称进行。7.4.15 拉索张拉时应考虑预应力损失。其中因拉索张拉端锚固压实内缩引起的预应力损失1l将随索的长度增加而减少。在实际工程中，拉索长度较短时(如2030m)需要考虑预应力损失情况，当拉索长度较长时，锚固的压实内缩量引起的预应力损失很小，可忽略不计。7.5 防护要求防护要求防护要求防护要求 7.5.2 室外拉索的防护要求较严，尤其是两端锚具部位。室外拉索的防腐蚀主要考虑防止雨水侵蚀，以及密封材料的老化。各种防腐方式根据使用条件和结构主要性能等因素选用。必要时可考虑换索要求。锚具的零件防腐蚀可参照钢结构的防腐蚀要求处理，室外锚具不宜采用冷镀锌处理。应特别重视钢绞线拉索端头处的防腐蚀密封处理。本条中所列的防腐蚀方法适用于环境为一般大气介质条件，实践证明比较有效。如有其它可靠的方法，证明有效者也可使用。7.5.4 当有消防要求时，室内拉索应考虑满足防火的基本要求。带塑料护套的拉索，其防火可参照电线电缆的防火涂料作法。7.6 维护维护维护维护 7.6.2 索结构在使用过程中，由于存在季节温度变化、风雨冰雪等气象现象作用以及动荷载、混凝土的徐变、索松弛及支座沉降等多种因素影响。拉索的预应力会降低，根据需要可进行定期检查，建议结构完工后半年一次，以后可一年一次，稳定后可不进行观测。