本文转载自 公众号: 新材料合子 1. 索分类 建筑索结构中的“索”可泛指只能受拉的钢拉杆和钢索。 力学意义上的“索” 理想柔性,即不能受压,也不能抗弯;截面尺寸与构件长度相比十分微小,在计算中可不考虑截面的抗弯刚度。 物理意义上的“索” 2. 钢索 钢索由 索体和锚具组成。索体分为钢绞线索体和钢丝绳索体两种。
1. 索分类
建筑索结构中的“索”可泛指只能受拉的钢拉杆和钢索。
力学意义上的“索”
理想柔性,即不能受压,也不能抗弯;截面尺寸与构件长度相比十分微小,在计算中可不考虑截面的抗弯刚度。
物理意义上的“索”
2. 钢索
钢索由 索体和锚具组成。索体分为钢绞线索体和钢丝绳索体两种。
2.1 钢绞线
由多根高强钢丝呈螺旋形绞合而成。
钢绞线的捻制方向有左捻和右捻之分。钢绞线受拉时,中央钢丝应力最大,外层钢丝的应力与其捻角大小有关。
钢丝绳的捻向
2.2 密封钢绞线(密封钢丝绳)
截面含钢率较高,可达到 85% 以上(普通钢绞线一般为 75% 左右),因而张拉刚度( EA )较高。
由于外层异形钢丝的紧密联结作用,使得密封钢绞线的耐腐蚀和耐磨损性能均有所提高。
由于异形钢丝不能冷拔到圆形钢丝的强度,因此密封式钢绞线的破断强度要低于普通钢绞线;价格也要比普通钢绞线略高。
2.3 钢丝绳
由多股钢绞线围绕一核心绳(芯)捻制而成。根据核心绳的材质不同可分为麻芯和钢芯。结构用索应采用金属芯。常用钢丝绳断面形式有 7×7 和 7×19 两种。
钢丝绳的优点是比较柔软,施工安装方便,特别适用于需要弯曲且曲率较大的非主要受力构件。由于其截面含钢率偏低(仅为 60% 左右),且钢丝的缠绕重复次数较多,捻角也较大,因而强度和弹性模量均低于钢绞线。钢丝绳的弹性模量比单根钢丝降低 50%~60% 。
2.4 平行钢丝束
由若干相互平行的钢丝压制集束或外包防腐护套制成,断面呈圆形或正六角形;常用制索钢丝直径有 5mm 和 7mm 两种,采用光面钢丝或镀锌钢丝;钢丝呈蜂窝状排列,根数有 7 根、 19 根、 37 根、 61 根等。
平行钢丝拉索索体截面示意
平行钢丝束的优点:
钢 丝结构紧凑
受力均匀
接触应力低
能够充分发挥高强钢丝材料的轴向抗拉强度
弹性模量与单根钢丝接近
2.5 锚具
按构造方式,锚具可分为冷铸锚、热铸锚、压接锚、夹片锚和墩头锚等。冷铸锚的锚杯内采用冷铸带钢丸有机结合剂以固定索体。热铸锚的锚杯内采用低熔点合金以填充固定索体。压接锚采用低合金、合金或其他高强钢材做成索套,在高压下与索体挤压成形固定。夹片锚采用由锚环或锚板和夹片组成的锚头固定索体的钢丝。墩头锚使索体中的钢丝穿过对应的锚板孔眼后进行墩头予以固定。
建筑结构中的索锚具一般采用压接锚、热铸锚或冷铸锚 。
锚具有固定式和可调式两种。按连接方式锚具可分为销轴式连接(叉耳式和单耳式)和螺纹式连接(螺栓调整和套筒调整)。
压接锚锚具宜用于直径不大于 44mm 的索体,索体直径超过规定数值时应进行试验验证。冷铸锚锚杯的坯件宜选用锻件,热铸锚锚杯的坯件可选用锻件或铸件。
冷铸锚
压制锚
挤压套
销轴式锚具
螺纹式锚具
3. 钢拉杆
钢拉杆由杆身、锚头、调节套筒组成 。其中,调节套筒的数量可根据拉杆长度和调节距离确定。
钢拉杆的组成
钢拉杆的锚头有叉耳式( U 型)、单耳式( 0 型)、螺杆式( I 型)等。