误差对索网结构的影响与索网结构的特性密切相关。根据索网形式和施工方案将拉索分为主动索和被动索,通过张拉主动索,在整体结构中建立预应力。根据拉索是否直接与外围结构连接,分为外联索和内联索。外联索与外围结构连接的节点即为外联节点。FAST主索网结构通过150根边缘面索固定在钢圈梁上,这150根边缘面索即为外联索,且为长度可调节的主动索。这些误差可表示为矩阵形式(式(5-41))。
式中,Δi是结构第i个误差工况的误差矩阵是外联被动索索长误差列向量是外联被动索节点安装坐标误差列向量是内联被动索索长误差列向量是主动索索长误差列向量是主动索节点安装坐标误差列向量是主动索张拉力误差列向量;k、m和n分别是外联被动索、内联被动索和主动索的数量是结构第i个误差工况下第j个外联被动索索长误差的值(j=1,2,…,k是结构第i个误差工况下第j个外联被动索节点安装坐标误差的值(j=1,2,…,k)是结构第i个误差工况下第j个内联被动索索长误差的值(j=1,2,…,m)是结构第i个误差工况下第j个主动索索长误差的值(j=1,2,…,n);是结构第i个误差工况下第j个主动索节点安装坐标误差的值(j=1,2,…,n);是结构第i个误差工况下第j个主动索张拉力误差的值(j=1,2,…,n)。
通过分析可得,外联索节点安装坐标误差相当于是额外增加的外联索索长误差。因此,外联索总的索长误差可以定义为则式(5-41)可改写为(k+m+n)×2的矩阵(式(5-42))。
则索长和拉力可表示为:
初应变可表示为:
式中,分别为外联被动索总的索长误差和主动索总的索长误差和分别为第j根外联、内联被动索和主动索的模型索长;分别为第j根外联、内联被动索和主动索在第i个误差工况下的原长分别为第j根外联、内联被动索和主动索的理论原长;为第j根主动索在第i个误差工况下的拉力为第j根主动索的理论拉力。
通常有索长误差的误差分析中,拉力受的影响。但有索长误差和拉力误差等多种误差的误差分析中,主动索的拉力是确定的,且等于(1+ΔT)T0,即不受和的影响。因此,可以利用小弹性模量方法进行误差分析:(www.daowen.com)
(1)将主动索的弹性模量乘以一个很小的折减系数(式(5-50))。
(2)根据确定主动索的初应变(式(5-51))。
(3)在力平衡态下,得到模型中主动索的拉力(式(5-52))。
可见,若η≈0,则即只要η足够小,就能很容易地改变主动索的拉力,提高模型分析效率。
式中,η为弹性模量折减系数分别为第j根主动索的设计弹模、截面积和索长;为第j根主动索乘以折减系数后的弹性模量为第i个误差工况下第j根主动索的初应变分别为第i个误差工况下第j根主动索的张拉力、拉力增量和索长增量分别为第i个误差工况下第j根主动索的拉力和拉力增量。
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