大跨空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)索力檢測技術(shù)研究.pdf

1、近年來，預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)在我國蓬勃發(fā)展，大量工程涌現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力拉索作為空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的核心構(gòu)件，其受力狀況是評估空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的重要依據(jù)。準(zhǔn)確地了解拉索的索力是確?？臻g預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)使用安全的前提。
　　 本文首先總結(jié)和比較了目前常用的幾種索力測試方法，主要有頻率法、磁通量法、壓力傳感器法等。頻率法以其優(yōu)越性，是目前運(yùn)營中預(yù)應(yīng)力拉索索力測試的最佳選擇。
　　 頻率法主要是基于拉索的自由振動方程，目前存在的理論有三類

2、：第一類主要是忽略垂度和抗彎剛度影響的張緊弦理論，第二類主要是考慮垂度而忽略抗彎剛度影響的現(xiàn)代索理論，第三類主要是考慮抗彎剛度而忽略垂度影響的受軸向荷載的梁振動理論。本文就這三種理論給出公式推導(dǎo)，并分析了各種理論的適用范圍及局限性。
　　 預(yù)應(yīng)力斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，本文結(jié)合現(xiàn)場索力測試實(shí)踐，總結(jié)出此類結(jié)構(gòu)較為準(zhǔn)確的索力計(jì)算公式：精確考慮拉索抗彎剛度及附加質(zhì)量影響，視索的兩端為鉸支并且忽略垂度影響的索力計(jì)

3、算公式。并對測試過程中的激勵(lì)、信號處理、基頻推算做了詳盡的闡述。
　　 平面索桿系結(jié)構(gòu)由于存在中間支撐，其邊界條件更為復(fù)雜，常規(guī)的頻率法索力測試公式對此類結(jié)構(gòu)不適用。經(jīng)過有限元模態(tài)分析后得知，此類結(jié)構(gòu)的動力特性是：平面外剛度遠(yuǎn)小于平面內(nèi)剛度，低階自振模態(tài)以平面外振動為主。根據(jù)這種動力特性，提出了一種基于平面外自振頻率測試平面索桿系索力的平面外頻率法，將平面索桿系中的連續(xù)短索轉(zhuǎn)化為平面外的長索，通過實(shí)測平面外自振頻率和建立索力-平

4、面外自振頻率的關(guān)系公式來確定索力，并結(jié)合沈陽展覽中心的工程實(shí)踐，對該方法的工程適用性做了驗(yàn)證。
　　 對于幾何拓?fù)潢P(guān)系明確的索系，提出了建立在最基本的結(jié)構(gòu)靜力平衡理論和最簡單的靜力檢測手段基礎(chǔ)上的索力檢測靜力平衡法：索力只與索段中任意三點(diǎn)相對位置有關(guān)。這避免了常用的索力測定方法識別精度受拉索端部條件影響較大的缺陷。而現(xiàn)代測試技術(shù)的快速發(fā)展，為本方法的提出提供了技術(shù)保證。
　　 有限元模型修正技術(shù)近年來在結(jié)構(gòu)健康檢測領(lǐng)域方