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年 月 作者简介 董学超 男 汉 河北涞水人 研究方向 土木工程 预应力撑杆柱稳定承载力影响因素汇总 董学超 华北理工大学以升创新教育基地 河北唐山 摘 要 预应力撑杆柱在钢结构建筑中应用广泛 其稳定承载力是使用中需要重点考虑的性能指标 本文在综合分析各研究人员研究成果的基础上 重点总结了预应力撑杆柱稳定承载力的影响因素 找到设计 预应力撑杆柱需要重点考虑的因素 有利于其设计安全与使用推广 关键词 预应力撑杆柱 稳定承载力 影响因素 钢结构文章编号 钢结构建筑具有轻质高强 施工方便 抗震性能 好等特点 因而在建筑 尤其是工业建筑中应用广 泛 对钢结构建筑中部分受力构件施加预应力 可 以有效减小变形 改善结构性能 充分发挥材料的强 度储备 预应力撑杆柱作为钢结构建筑中常见的一 种预应力构件 外形美观 力学性能好 越来越多的 在建筑设计中得以应用 在这一趋势下 对预应 力撑杆柱承载力的研究尤为重要 本文对多位研究 人员所做的有关预应力撑杆柱的研究进行了汇总 分析了预应力撑杆柱提高承载能力的机理 重点研 究了预应力撑杆柱稳定承载力的影响因素 对其进 行汇总 以期推动预应力撑杆柱这一构件形式的广 泛应用 为其设计使用提供一定依据 机理简述 不同于预应力钢梁预先施加反方向应力 通过 预先施加应力部分抵消构件工作时产生的应力 从 而改善构件变形特征 提高承载力的作用机理 预应 力撑杆柱预应力的施加方向是与钢柱正常工作时的 受力方向相同的 预应力撑杆柱在钢柱中适宜位置 设置撑杆或横隔板 施加预应力的钢索始终保持张 紧状态 钢索通过撑杆或横隔板为钢柱提供了有效 的侧向约束 从而减小了钢柱的计算长度 预应力 钢柱在绝大多数情况下产生失稳破坏 而非强度破 坏 预应力撑杆柱对钢柱计算长度的减小能够在很 大程度上提高钢柱的稳定承载能力 并且这一作用 的有利效果要远远大于预应力方向与钢柱工作受力 方向相同带来的不利影响 因而 从整体上看 钢 柱的稳定承载能力得到了显著提高 预应力撑杆柱 的这一作用可以保证钢柱在较大长细比的情况下具 有较高承载能力 因而被广泛应用于大跨度建筑以及 特殊造型建筑 构件外形一般呈梭形 美观大方 且 力学性能好 在建设新型结构建筑方面优势明显 影响因素 影响预应力撑杆柱稳定承载力的因素有很多 分析设计与施工实际情况 预应力撑杆柱稳定承载 力主要影响因素包括钢柱材料 节点类型 支承条 件 另外 钢柱的具体形状 初始几何缺陷和残余应 力等其他因素也会对预应力撑杆柱的稳定承载力产 生影响 钢柱材料 在其他条件相同的情况下 仅改变预应力钢柱 钢材强度会对预应力撑杆柱稳定承载力产生影响 在相同的轴向荷载作用下 随着钢材强度等级的提 高 预应力撑杆柱的刚度增大 预应力撑杆柱抵抗变 形的能力提高 因而失稳越不容易发生 在轴向力 较小的情况下 钢柱承载力随钢材强度提高而增大 的趋势不明显 但在轴向力较大的情况 不同钢材强 度对应预应力撑杆柱稳定承载力差异明显 在几何 缺陷和钢柱截面面积的较大不利影响下 高强度钢 材所带来的有利影响可能不能显著表现 相比于非 预应力柱 预应力撑杆柱能提高稳定承载力 且钢材强度等级越高 提高程度越大 节点类型 预应力撑杆柱节点布置类型有连续式和间断式 两种 连续式节点 钢索在节点处不断开 可以自由 滑移 而间断式节点 钢索在节点处断开 在施加轴 向力的作用下 钢柱会产生侧向挠度 这一过程会促 使预应力钢索张紧 从而撑杆的支撑作用增强 钢柱 挠度的进一步发展阻碍增大 连续式节点预应力损 失相对较大 在变形过程中钢索也 下转第 页 好 椰糠是种植基质的首选材料 岩棉培 是以岩棉作为栽培床 以滴管方式 供应营养液 对植物进行栽培 岩棉具有土壤栽培 的多种缓冲作用 如吸水性能 保水性能和通气性 能 质地柔软 均匀 利于作物根系的生长 装置 简易 使用方便 营养液 直接利用营养液的方法有雾培与 水培两大类 雾培对于缩短植物育苗时间 加快植 物生长速度 提高产量与生物量 具有独特的技术优 势 雾培展示在美国加利福尼亚的迪斯尼乐园中 日本已用此技术规模化生产蔬菜 而水培以营 养液膜技术和浮板毛管水培技术两种为主 较好地 解决了根系吸水与吸氧的矛盾 且易于调控 合成基质 又称人工土 其持水性与降解性 较差 可以用碳化材料调节泡沫的吸水和保湿性能 也可用亚甲基苯酚 尿素的三元共聚物制成的内部 贯穿 提高持水量与根部通风性能 能逐步释放氮源 供植物生长 结 语 城市的高速发展使可以提供的绿化用地日趋减 少 建筑立面垂直绿化在不占用大量土地的情况下 有效提高了城市的绿化率 美化城市 让建筑物与绿 色相融合 城市与自然和谐共存 符合我国现代化城 市发展需要 垂直绿化必将受到越来越多人们的关 注与认可 参考文献 李威 新型式垂直绿化的应用探索 价值工程 周晔 当代中国绿色建筑实践研究 办公建筑 南 京 东南大学 董晓宇 蔡晓红 翟春峰 等 新型有机栽培基质的研究 进展及展望 陕西农业科学 华炜辉 椰糠栽培甜椒技术的优化与推广应用 福 州 福建农林大学 汪兴汉 岩棉培 培 技术 江苏农业科学 周静波 无土栽培技术综述 安徽林业科技 王素静 唐辉 沈博 等 无土栽培基质现状及展望 云南化工 上接第 页 可以自行移动 主要优势在于减少 节点加工数量 节约成本 间断式节点 钢索预应力 损失小 在钢柱变形过程中 由于无钢索在节点处的 移动 对钢柱变形阻碍相对更大 稳定承载力高于连 续式节点布置方式 支承条件 预应力撑杆柱两端的支承条件也会对其稳定承 载力产生影响 支撑条件的不同本质上是约束条件 的不同 约束条件由好到坏依次为 两端固定端 一 端固定端 一端铰接 两端铰接 约束条件越好 整 体柱的计算长度越小 但在预应力撑杆柱长度很大 的情况 这一趋势可能不能得到显著表现 其他因素 对预应力撑杆柱稳定承载力的影响因素还包括 钢柱截面形状 尺寸 钢柱的残余应力 钢柱的初始 几何缺陷 如初始偏心 在预应力撑杆柱的设计 中都应该得到认真考虑 并进行认真的模型计算与 数值分析 结 语 本文对预应力撑杆柱提高钢柱稳定承载力的原 理进行了简要分析 在此基础上 总结出预应力撑杆 柱稳定承载力的影响因素 对其中重要的钢材强度 支承条件 节点类型的影响进行了具体分析 预应 力撑杆柱对于提高钢柱稳定承载力效果显著 其造 型美观 适用于很多钢结构建筑类型 对预应力撑 杆柱稳定承载力的计算要考虑全面 不可想当然的 忽略影响因素 计算时可以考虑计算公式模型与数 值计算方法相结合 以保证构件承载力计算准确 确 保结构安全 参考文献 刘学春 许可冉 张爱林 高性能钢预应力撑杆柱整体稳 定性能研究 建筑结构学报 舒赣平 侯善民 陈大好 等 内撑式预应力撑杆柱的稳 定承载能力试验研究 建筑结构学报 许可冉 钢材强度对预应力撑杆柱整体稳定性能影响的 有限元分析 天津大学 庆

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