考虑轴向荷载影响的预应力竖索结构解析理论研究

摘要

以新疆石油管理局办公大楼单索幕墙工程为背景，提出本文的研究对象和研究目的。单向或双向单层平面索网幕墙结构体系中，竖索主要承受竖向恒载和横向风荷载，内力特征与普通单根预应力索有明显区别。本文将其等效为双向均布荷载作用下的预应力竖索，提出一种解析求解方法。针对其施工和结构特征，提出三阶段分析方案，并对其中主要的后两个阶段，分别建立考虑轴向荷载影响的平衡方程和变形协调方程。通过求解平衡方程得到竖索竖向位移函数和横向挠曲函数，以及挠度极值位置与轴向荷载的关系公式。本文还给出了第三阶段的两种多项式近似挠曲方程，并对三种不同挠曲线求解分别进行简化处理，给出迭代策略。算例表明，本文的解析方法得到的结果均与有限元法吻合良好，近似方程也能保证很好的精度。