索杆张力结构施工张拉的索长误差效应分析

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1、嘉需拳著君第五届全国预应力结构理论与工程应用学术会议(论文集)V01．35。增刊Oct．2008索杆张力结构施工张拉的索长误差效应分析枣邓华蒋本卫程军(浙江大学空间结构研究中心，杭州310027)[摘要】考虑索长制作误差的影响，对索杆张力结构施工张拉的初始预张力偏差问题进行分析。讨论了索长误差的随机数学模型，建议了一种索杆张力结构的索长误差效应的计算方法。以一实际工程中的桅杆斜拉悬索系统作为算例，考察了不同索长误差分布对结构初始预张力及形状的影响，比较了不同施工张拉方案对于减小索长误差效应的效果，同时还分析了放宽索长误差控制标准对初始预张

2、力偏差的影响规律。【关键词】索杆张力结构；索长误差；预张力偏差；预张拉PRETENSIoNINGANALYSISOFCABLE．STRUTTENSⅡ。ESTRUCTURESCoNSIDERⅢGTHEEFFECTSoFCABLE．LENGTHERRoRSDengHuaJiangBen—weiChengJun[Abstract][Keywords]ConsideringthecauseoflengthelTOF8ofcables，theinitialprestressdeviationsofcable-struttensilestructur

3、esunderpretensioningprocessareanalyzed．Themathematicallyralldomdistributionmodelofcablelengtherrorisdiscussed．Anumericstrategyofcalculatingthecablelengtherroreffectissuggested．Anillustrativeexampleofapracticalmast—cablehybridsystemisemployedtoinvestigatetheinfluenceofdiff

4、erentlengtherrordistributionsontheinitialstructuralprestressandshape．Further，theimpactsonreductionoflengtherroreffectsundertwokindsofpretensioning$cheme$arecompared．Theeffectsontheinitialprestressbyrelaxinglimitationvalueoflengtherrorarealsoanalyzed．Cable-struttensilestru

5、ctures；Lengtherrorofcable；Prestressdeviation；Pre-tension近些年来，以索穹顶结构为代表的索杆张力结构体系是当前大跨度空间结构研究的热点之一，并得到日益广泛的工程应用。索杆张力结构最主要的特点是该类体系在几何上并不满足常规结构构成准则，表观上属于“机构”系统。但索杆张力结构在合理预张力作用下，体系可以稳定地承受外部荷载，并且比常规结构具备跨越更大空间的能力。因此对于索杆张力结构来说，预张力的合理取值以及施工张拉分析和控制是该类结构设计的关键技术问题。在实际工程中，索杆张力结构将不可避免地

6、受到来自制造、安装和张拉控制等方面误差因素的影响。这些误差因素是随机的，其大小与分布均无法准确预·基金项目：国家自然科学基金(50578139)、国家科技支撑计划(2006BAJ03A03—03)和浙江大学一浙江展诚建设集团现代施工技术中心资助项目收稿日期：2008—08—15作者简介：邓华(1971．)，男，江西安福人，浙江大学工学博士毕业，教授。博导，从事空间结构和钢结构的研究。测。譬如钢索在制作过程中，其加工长度实际上必然存在误差。如果不能确保对每根拉索进行张拉，那么非张拉索的长度误差将造成结构的预张力分布和形状偏离设计值，从而对结

7、构的实际受力性能产生影响。本文以索长误差作为讨论对象，分析了索长误差的随机数学模型，建议了一种索长误差效应的分析方法。文中结合一实际工程中的桅杆斜拉悬索系统，分析了不同的索长误差分布对结构的初始预张力以及形状的敏感性，讨论了不同施工张拉方案对于减小索长误差效应的有效性，考察了放宽索长误差限制对结构初始预张力大小的影响规律。1索长误差的随机数学模型对于索长制作误差来说，每个误差都是一个随机的变量，而且也都是相互独立的，每一个误差对于误差总体分布来说影响不大。根据林德伯格定理⋯，索长制作误差这一随机变量可近似认为服从正态分布。于是，本文采用正

8、态分布模型来描述索长制作误差的随机分布。定义x为要产生的索长制2008年增刊邓华，等：索杆张力结构施工张拉的索长误差效应分析第35卷作误差的随机数，则x服从正态分布Ⅳ(肛，盯)。实际上，对于每