1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Cấu trúc cáp và căng cứng cáp

Cấu trúc cáp và căng cứng cápCáp thép cường độ cao đã được sử dụng rộng rãi hơn 20 năm cho các cấu trúc mái không gian. Có hai trường hợp khác nhau: khi sử dụng cáp thép trong trường hợp đầu tiên sử dụng các loại cáp chỉ định hình cho kết cấu mái chính, có thể áp dụng rộng rãi như dầm, thanh silicon, vv, hoặc một khung không gian. Trong trường hợp này, cấu trúc mái nhà chính, thay vì được hỗ trợ, được treo lơ lửng từ những dây cáp thép trên mái nhà, truyền các lực cường độ neo thích hợp (Hình 1). Đó là những mái dây văng.

 

Cấu trúc cáp

Hình: 1. Dây văng mái nhà

 Có rất nhiều ví dụ của loại hình này xây dựng được sử dụng như các tòa nhà công nghiệp kết cấu mái, hoặc như là một cantilever đôi, được cố định từ dây cáp, mà lần lượt được neo trên các giá treo cường độ cao hơn cả mái nhà.

Trong xây dựng, các loại cáp được sử dụng như các yếu tố phụ trợ, trong khi bản thân kết cấu mái hoạt động như một đơn vị “đối tải”. Dự kiến rằng các yếu tố cố định vẫn được căng thẳng, thậm chí dưới sức gió, do trọng lượng chết của mái nhà.

Khả năng thứ hai được đại diện bởi những cấu trúc mái nhà, nơi các dây cáp thép là thành viên có hiệu lực của bản thân kết cấu mái, và không chỉ băng tải của lực lượng từ cấu trúc đến neo dữ. Trong loại xây dựng (cấu trúc căng thẳng), bản thân các loại cáp chống lại tải bên ngoài khác nhau. Hành vi cụ thể của họ đã ảnh hưởng sâu sắc các hình thức cấu trúc được sử dụng và đã áp dụng phương pháp mới thực hiện. 

Cơ cấu căng thẳng có thể được phân loại như sau:

(A) một lớp dây cáp hệ thống (hình 2a)

 cấu trúc cáp

Hình: 2. Hệ thống cáp đơn, đôi

(B) Double-lớp hệ thống cáp dự ứng lực giàn (Hình 2b)

(C) Dự ứng lực căng màng hệ thống (Hình 3)

cấu trúc cáp

Hình: 3. Hệ thống dự ứng lực căng màng

 Cơ cấu căng thẳng được sử dụng bao gồm sân vận động, đấu trường, hồ bơi, phòng vui chơi giải trí và các tòa nhà khác nơi có diện tích lớn và được lắp ráp ở những nơi công cộng và hiệu quả thẩm mỹ rất cao.

 Có một số vấn đề cụ thể liên quan với các văng cáp và cấu trúc mái căng thẳng.

 Một vấn đề đầu tiên xuất phát từ thực tế là cáp là linh hoạt. Nó giả định một hình dạng tương thích với các tải áp dụng trong khi nhu cầu yêu cầu kiến trúc và xây dựng cấu trúc có hình thức nhất định. Những lệch lạc, từ đó hình thức do tác động của tải được áp dụng, phải được giữ ở mức tối thiểu. Để đáp ứng yêu cầu này, những yêu cầu phải được đưa vào cơ cấu, mà cần phải có tương thích với hình dạng mong muốn, và khi kết hợp với tải được áp dụng, phải đảm bảo sự biến dạng trong giới hạn nhất định. Thiết kế do đó có thể liên quan đến sử dụng các hình thức toán học thủ tục "tìm hiểu", được thực hiện bởi các phần mềm thích hợp.

Một tính năng của các cấu trúc là hành vi của họ về mặt hình học phi tuyến tính. Biến dạng đóng một vai trò quan trọng trong phân tích và nguyên tắc của sự chồng chất của hiệu ứng là không hợp lệ.

Cuối cùng, một vấn đề quan trọng liên quan với các cấu trúc nhạy cảm của họ không ổn định khí động học, ví dụ như rung động. Độ nhạy này đặt ra yêu cầu đặc biệt về thiết kế và các chi tiết xây dựng của các hệ thống này, đặc biệt là những người sử dụng màng làm bằng vải trọng lượng nhẹ.

Các yêu cầu của độ cứng dưới tải ngang và neo đậu là yếu tố quyết định hình thức chủ yếu cho các cấu trúc cáp, và được kiểm tra trong các phần sau.

 Cấu trúc cáp duy nhất được đặc trưng bởi tính linh hoạt của họ, hình 3. Họ yêu cầu cứng để ngăn chặn một sự thay đổi hình dạng với mỗi biến thể trong tải và để làm cho chúng có khả năng chống lại nâng lên do gió hình 5. Gusty có thể sản xuất dao động, trừ khi thiết bị giảm tải được cung cấp cho cấu trúc.

 cấu trúc cáp

 Hình: 4. Single cáp: mối quan hệ giữa Tải trọng / hình dạng

 cấu trúc cáp

 Hình: 5. Cable ổn định: hệ thống không gian

Các phương pháp chủ yếu cung cấp ổn định như sau:

i. Các phần cố định mái, đủ để trung hòa tác động của hành động không đối xứng hoặc nâng đỡ Hình 5a).

Sự sắp xếp này có nhược điểm là loại bỏ tính chất nhẹ của kết cấu nên thêm chi phí đáng kể cho toàn bộ cấu trúc.

ii. Bộ phận cứng nhắc như dầm, nơi thường xuyên chịu tải có thể không đủ để chống lại các lực nâng lên hoàn toàn, nhưng có độ cứng uốn đủ để đối phó với các lực nâng lên toàn bộ mái nhà, trong khi đó sử dụng dây cáp và căng cứng cáp để giúp chống lại tác động của tải trọng lực (hình 5b).

 cấu trúc cáp

Hình: 5. Cable ổn định

iii. Các bề mặt cứng như tường hoặc hầm, nơi các lực nâng lên chống đỡ bằng độ bền nén trong mặt phẳng của cấu trúc (hình 5c).

iv. Thứ cấp cáp dự ứng lực các loại cáp chính để những căng thẳng theo tất cả các điều kiện tải trọng. Như vậy ứng suất trước có thể có nhiều hình thức:

· (Guyed) ở lại sắp xếp, trong đó cáp chính là ở yếu tố khác hoặc mặt đất, như trong trường hợp của giàn guyed (hình 5d).

Một sự sắp xếp phẳng của hệ thống treo và cáp ổn định, với độ cong đối diện cáp, Hình 4e. Cấu trúc này phản ứng đàn hồi cho tất cả các thay đổi hình dạng tải ứng dụng bên ngoài gây nên. Nguyên tắc này có thể được mở rộng để cho phép tạo ra các giàn không gian, hoặc cấu trúc của cuộc cách mạng.

· Ảnh sắp xếp trực giao hoặc chéo của hệ thống treo và cáp ổn định, với độ cong ngược lại, tạo thành một bề mặt (hình yên ngựa) anticlastic, hình 5f và 6.

 cấu trúc cáp

Hình: 6. Cable ổn định: anticlastic cáp

Hình 4 và 5 cho thấy việc áp dụng những nguyên tắc chung cho các hệ thống cáp và dây văng, trong khi Hình 6 chi tiết các hành động cấu trúc của các hệ thống giàn cáp ứng lực trước. Chính xác được xác định, một hệ thống giàn cáp có một hình thức tam giác cấu trúc làm tăng độ cứng, đặc biệt là dưới tải không đối xứng. Tuy nhiên, thuật ngữ này cũng thường xuyên áp dụng cho các loại cáp với độ cong đối diện thể hiện trong hình 5e.

 cấu trúc cápHình: 7. Cable ổn định: giàn cáp

Việc bố trí trực giao hoặc chéo của các loại cáp anticlastic thể hiện trong hình 6 cũng có thể được mở rộng dạng hình nón thể hiện trong hình 7. Việc sử dụng ngày càng tăng của các loại cáp chuông ngang, từ hình 8 8c tăng cường độ cứng chống lại tải không đối xứng. Do khó khăn trong việc neo đậu một số lượng lớn các loại cáp tại một điểm, trên thường phẳng như thể hiện trong hình 8d.

 Cấu trúc cáp hình màng nónHình: 8. hình màng nón

 

.

 Cấu trúc cáp

Cấu trúc cáp

Hình: 9. Lều hệ thống phức tạp với sự hỗ trợ nội thất nhiều khu vực neo đậu nội bộ

 Sự thả neo

Dây văng cấu trúc tạo ra một yêu cầu cho việc neo đậu của các lực lượng do căng thẳng. Một số trong những giải pháp thường là:

i. Phản ứng theo chiều dọc và ngang được cung cấp bởi các yếu tố trục nạp - ở cột được sử dụng với các neo mặt đất (Hình 10a).

 Cấu trúc cáp

Hình: 10. Hệ thống cáp neo

ii. Phản ứng theo chiều dọc và ngang được cung cấp bởi các yếu tố uốn tức là cột cantilever (Hình 10b) hoặc cột chân (hình 10c).

iii. Cột dọc hành động với dầm cạnh theo chiều ngang nạp chuyển phản ứng ngang màng cứng (Hình 10d).

iv. Nghiêng tường, hoặc tường cong trụ thẳng đứng (Hình 11a).

 Cấu trúc cáp

Hình: 11. Hệ thống cáp neo-2

 v. Mẫu liên quan đến hình dạng ranh giới, tạo ra, trong một số trường hợp, một hệ thống tự cân bằng khép kín của sự căng thẳng và các lực lượng nén và không cần neo mặt đất căng thẳng (Hình 11b).

Độ lớn của các lực lượng trong các cột ở lại và cáp dây văng chéo kiềm chế được giảm nghiêng cột. Trong một số cấu trúc đối xứng lực đẩy bên là sự cân bằng các phương tiện thanh chống ở mức độ nền tảng.

- Nguồn: Tháo dỡ công trình  -