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　　1　概述
　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、生活水平的逐漸提高,點(diǎn)式玻璃帷幕結(jié)構(gòu)墻在我國(guó)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,它具有通透性好、藝術(shù)感強(qiáng)、環(huán)保節(jié)能和施工靈活等優(yōu)點(diǎn)[1~3],已成為大型公共建筑重要的組成部分。而近年來(lái),隨著點(diǎn)支式玻璃建筑的逐步推廣,涌現(xiàn)了各種新型柔性支承結(jié)構(gòu),如單層索網(wǎng)體系,以及它與其它剛性桿、梁結(jié)構(gòu)的復(fù)雜體系,而理論分析往往滯后于工程實(shí)踐,點(diǎn)支式玻璃建筑柔性支承結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)力特性是尚未解決的技術(shù)難題[4~5],因?yàn)椴荒軐鹘y(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算方法直接用于索網(wǎng)結(jié)構(gòu),只能根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)具體分析。本文結(jié)合將剛性梁和柔性索(包括攬風(fēng)索、懸索和立面的豎索)協(xié)同工作的重屋蓋柔性支承點(diǎn)式玻璃建筑的工程實(shí)例,分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性,并采用振型分解反應(yīng)譜法研究了地震作用下攬風(fēng)索和豎索預(yù)應(yīng)力的變化對(duì)結(jié)構(gòu)變形和其它索內(nèi)力的影響。
　　2　工程概述
　　圖1為聯(lián)系兩座高層辦公樓的某重屋蓋柔性支承點(diǎn)支式玻璃走廊結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)平、立面布置如圖2所示。整個(gè)玻璃走廊是由兩幢樓之間的四根懸索所支承,結(jié)構(gòu)縱向長(zhǎng)63m,橫向長(zhǎng)13·4m。懸索與樓相連處距地面9·5m,結(jié)構(gòu)中間最低處距地面約6·0m。在懸索上布置鋼梁,鋼梁間距2·0m,在鋼梁上安裝玻璃屋面。鋼梁兩端掛拉索,并在拉索上安裝玻璃幕墻,拉索在承受玻璃幕墻重量的同時(shí)也抵抗水平風(fēng)荷載。在屋頂平面上設(shè)置了兩根攬風(fēng)索用來(lái)控制屋面水平位移,并提供整個(gè)屋蓋在平面外的剛度。鋼梁邊緣采用鋼管相連,防止鋼梁的平面外失穩(wěn)。入口處有一雨篷,在大門處有一鋼框架,此處拉索拉于鋼框架上。拉索與地面及鋼框架連接處設(shè)置彈簧支座。
　　3　支承結(jié)構(gòu)索桿體系的設(shè)計(jì)
　　結(jié)構(gòu)所受荷載主要為結(jié)構(gòu)自重、屋面活載及積水荷載、風(fēng)載、溫度荷載(±40℃),以及地震作用。現(xiàn)行荷載規(guī)范GB50009-2001規(guī)定北京基本風(fēng)壓為wo50=0·45kN/m2(50年一遇),根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)提供的體形系數(shù)來(lái)計(jì)算風(fēng)載,場(chǎng)地C類。本工程主要采用了大型有限元分析計(jì)算軟件.

　　ANSYS按空間整體模型對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算,并依據(jù)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[6~8]進(jìn)行了承載能力和正常使用狀態(tài)的驗(yàn)算。其有限元模型如圖3所示,其中拉索采用link10單元,該單元為三維只拉單元,能描述拉索只能承受拉力的特性。拉索下連的彈簧采用COMBIN14單元,其它構(gòu)件,如懸索上鋼梁、大門處鋼框架梁柱,及鋼管采用eam4單元模擬,為3維彈性梁?jiǎn)卧ＵＪ褂秒A段的位移控制,即,懸索豎向位移不得超過跨度的1/300,拉索水平位移不得超過拉索長(zhǎng)度的1/46,屋頂水平位移不超過跨度的1/200(這里位移以鋼結(jié)構(gòu)和玻璃安裝完成后的平衡位置為基準(zhǔn))。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試計(jì)算選用索的主要指標(biāo)如表1所示。