3.2.4 索体材料钢绞线的绞制作
1.绞制方向:同心绞合的每一层线的绞合方向应相反(见图3.2.4-1),其原因是多层线都绞合成圆形,当绞线受到拉力时各层产生的转动力矩互相抵消,防止各层单线向一个方转动而松脱。也能使绞线产生转动力矩的分力。避免绞线在未拉紧时即有打卷现象产生。
2.绞合节径比(捻距):绞合方式可以以线材围绕索芯绞合缠绕一周的长度来定量描述(见图3.2.4-2)。
缠绕长度越长的索(绞合节径比大)抗拉强度和
弹性模量值越接近索的值。反之亦然。
但从美观的角度考虑正好相反,绞合节径比越小越漂亮。因此一般不锈钢绞线外层捻距可取绞线外径的8~13倍,推荐采用9.5倍。相邻两层中外层的节径比应等于或小于内层的节径比。
3.绞线
密度系数——填充系数
绞线截面与同样外径的单线的截面之比,称为绞线的填充系数η,即空间利用率。
3.3 索的应力-应变关系索特性的判定
3.3.1 松驰新索
对于面积为A、长度为L的松驰新索,在拉力N作用下伸长ΔL,如果定义应力为σ=N/A,应变ε=ΔL/L,则应力-应变关系如图3.3.1所示: 应力-应变关系中的三个特征段是A-B,B-C,C-D,在第一特征段A-B,随着应力从σO到σB的不大的增加中,应变从εA=0迅速增加到εB。其中大部分是永久应变,在第二阶段B-C内,应力应变变化相对均匀,这一分阶段的σ及ε近似认为是常数,永久应变εP变化不大,第三阶段C-D是永久应变的迅速增加的特征的,应力缓慢增加至索的破坏强度(与D点对应)。索弹性
模量被定义为B-C曲线切线模量的平均值。
3.3.2 索的反复加载效应——张紧索和部分张紧索
将松弛新索均匀张拉至选定的拉力N=N1后,再均匀卸载至N→0,这时索的残余永久变形是εP1。在以后2~n次加卸载后,每次残余永久变形为εP2…εP6。随着加卸载次数的增加,σ-ε曲线将趋于直线(如图3.3.2)所示。
索的残余永久应变εP=ΣεPi
如果一根索在反复加卸载若干次后已消除了大部分残余应变,再次加载并卸载后只有较小的残余应变。例如,εP<0.1㎜/m,这样的索可称为张紧索。张紧索在一定的加载范围内可视为线弹性的,其弹性模量一般比松弛新索高20%-30%,实验表明,一般松弛新索经10次循环加卸载后就可消除大部分残余应变。
如果一根索在反复加卸载若干次后只能消除部分残余应变,这样的索称为部分张紧索。当索被用于工程结构后,未消除的残余应变将会因材料蠕变效应慢慢得到消除,但这将使索产生松弛。
对于索在实际生产过程中的预张拉,其工艺目前大致有两种方法:
工艺1:在索的最大破断力40%--60%间反复张拉5次,然后持续10分钟(见图10-1);
工艺2:在索的最大破断力的50%∽55%,持续张拉1—2h(见图10-2);
(美国资料:钢丝绳取55%,钢绞线取50%,维持0.5—2h;前苏联取最大破断力的65%,历时0.5h。)
3.4 锚具-钢索压管接头
玻璃幕墙拉索压接头锚具的制作、验收应按《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T 201-2007的要求,接头应在承受试验频率不超过250次/min,。脉动冲击次数不少于7.5万次钢索最小破断拉力的15%~30%的脉动冲击荷载后,仍满足最小破坏拉力大于钢索最小破断拉力的90%的要求。
3.5 钢拉索的下料
钢索的下料长度是否精确对索桁架的施工安装和预应力形成有很大的影响,经实践证明采用
拉应力状态下料对保证下料尺寸
精度有很大的帮助,也就在下料前对钢索施加一定的轴向拉应力使钢索拉直后进行
切割,下料时必须注意经预张拉处理后的索才可以按图纸尺寸要求长度下料,同时注意在同一工程使用的同一直径索在进行拉应力状态下料时,拉力应保持一致。
任何材料在长期
荷载效应作用下都会产生蠕变,索也不例外,虽然关于索的蠕变研究已进行了很长的时间,但至今仍很难确定索蠕变的程度,如果线材是以正规规范的方法绞合并具有合适的绞合长度,而索是施加过预应力的张紧索,考虑到钢丝同时处于冷拉状态。因此工程设计中可以忽略索正常工作寿命内的蠕变效应。
所有类型的索都有其疲劳寿命,超过疲劳寿命后索内线材将全开始疲劳断裂,疲劳寿命取决于索内的应力幅值和工作条件。对绕轴卷动
弯曲的索,其疲劳是由
拉伸应力和
弯曲应力组合作用引起的。而工程结构中的索,主要承受拉应力,只有脉动风效应会使索中产生幅度应力。
未完待续..........
上一页123下一页