北京市科技计划项目 预应力钢结构 拉索索力测试理论与技术 秦杰高政国钱英欣王丰著 中国建筑工业出版社
预应力钢结构拉索索力测试 .理论与技术 秦杰高政国钱英欣王丰著 中国建筑工业出版社
旱興 作为最近五年来我国最活跃的空间结构形式,预应力钢结构以气势宏伟、现 代感强、造型丰富等特点日益得到业主和建筑师的青,目前在我国体育场馆、 会展中心、大型公建中得到广泛应用,其结构类型也从以张弦梁结构为主的一枝 独秀发展到目前十余种结构类型并存的百花争艳,我国在预应力钢结构方面的飞 速发展受到国际上同行的关注和肯定.
借北京奥运会场馆建设和随后国内大规模基础设施开工的东风,近八年来, 从规模宏大的体育场馆到精巧细致的中庭小品,从造型丰富的会展中心到充满灵 性的休闲建筑,作者主持完成了国内外70余项预应力钢结构工程的施工任务.
在不断攻克预应力钢结构施工技术难题、实现不断的跨越之后,如何进行拉索索 力监测与检测成为不容回避、越来越紧迫的现实问题.
尽管作者相继完成了全国 农展馆新馆、奥运会国家体育馆、上海虹桥机场、黄河口模型厅等工程的健康监 测工作,但在拉索索力测试这部分,仅能够对设置仅器的拉索进行监测,而未设 置仪器的拉索索力还是未知的,这实际上也是国内在拉索索力测试方面的真实水 平.如何在拉索索力测试方面实现突破,能够使用经济、便捷、快速的方法对任 意拉索进行索力测试,是近年来时时刻刻紫绕在作者心头的一个必须攻克的 2008年初,我们把索力测试研究作为一个函待研究的课题向北京市科委作 了多次汇报,科委领导非常费同并给予了立项支持.
在两年多的时间里,我们完 成了大量的理论工作、模型试验,尤其是结合近十项分布在全国各地的实际工程 进行了系统研究工作,作者及其团队完成了《大跨度预应力钢结构安全监测系统 研究》课题,提出了多频率拟合法和半波法两种基于拉索动力特性的索力测试方 法,在索力测试方面实现了突破.
本书的内容主要取材于此课题的成果报告.
本书包括五个章节,第一章绪论部分对预应力钢结构拉索索力测试技术进行 了回顾与总结,提出了本书拟采用的动力测试方法:第二章对单跨索结构、多跨 索结构的振动特性进行了理论研究,推导完成了不同边界条件单跨索、多跨索的 索力识别方程,解决了拉索索力测试的基础理论间题:第三章和第四章详细介绍 了本书提出的两种索力测试方法:多频率拟合法和半波法.
分别对两种方法的理 论基础、测试技术和工程实例等方面详细进行了闸述:第五章介绍了预应力钢结
4前言 构拉索安全监测系统,包括硬件和软件两个部分,为拉索索力测试提供了实用 技术.
本书能够得以面世,首先,要感谢北京市科委,正是科委给予《大跨度预应 力钢结构安全监测系统研究》课题资助后形成的强大推动力,才使得索力测试理 论与技术的研究成果得到突破:其次,要感谢北京市建筑工程研究院预应力研究 所,五十多年来,经过几代人奋斗,从预应力混凝土结构到预应力钢结构,这个 团队始终坚持“创新源自实践,创新服务实践”的传统,以大量工程实践为基础 不断创新,只有在这样一个充满激情、奋发向上同时又脚踏实地的集体中,才能 完成立足基础理论、服务生产实践的重大课题;最后,要感谢课题组成员, 这本册子的确不厚,但却是课题组成员共同努力的心血结晶.
本书是作者在预应力钢结构拉索索力测试方法探讨方面的初次尝试,真诚期 望它能对我国工程和学术界起到抛砖引玉的作用.
书中提出的两种索力测试方 法,肯定存在不尽完善甚至有所谬误之处,希望大家在验证和使用的过程中不断 进行修正,使之日臻完善,从而为我国预应力钢结构更健康、更快速地发展奠定 坚实的基础.
受学识和实践所限,书中必定还存在其他不少问题乃至错误,敬请 各位专家和读者不客批评指正.
目录 1绪论. 1.1预应力钢结构拉索测试技术 1.2索力测试理论研究与应用现状 1.2.1素力测试理论与应用技术 1.2.2频率法索力测试理论研究与应用现状 1.3本书的主要内容 2基于振动原理的索力计算理论 2.1索振动基本方程与解答 2.2单跨索振动理论模型与索力计算方法研究 10 2.2.1两端接控索振动方程解析解与索力计算 11 2.2.2两端固定拉索振动方程解析解与索力计算 ..... 15 2.3多跨索索单元振动理论模型研究 2.3.1多跨索索单元振动模型建立 15 2.3.2特殊边界情况验证. 2.4多跨索振动理论模型及索力计算方法研究 2.4.1任意弹性边界索力分析 2.4.2多跨索索力计算方法 3多频率拟合法索力测试理论及工程实例 1 26 3.1多频率拟合法原理及算法 26 3.1.1基于优化方法的多额率拟合算法原理 26 3.1.2基于有限元方法的多顾率拟合算法 87 3.2多跨索索力测试工程实例 28 3.2.1燕郊模型试验. 29 3.2..长沙火车站新站.*....* 37 3.2.3最高人民法院人民来访接待站 70 3.2.4黄河口模型试验厅