戶外大型柔性巨型摩天輪結構基本形式和受力性態
瀏覽數量: 204 作者: 本站編輯 發布時間: 2020-10-15 來源: 本站
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戶外大型摩天輪主要由輪盤、支撐系統和驅動系統等三部分組成。輪盤結構形式主要有剛性、柔性和剛柔相結合等。
剛性結構形式是指輪盤全部采用桁架結構體系,柔性結構形式是指輪盤的輪輻采用鋼纜索體系,剛柔相結合形式是指輪盤結構以纜索為主并設置一定數量的桁架。
從現有工程實踐角度或觀感角度還是從結構主要特性隨高度(或尺度)變化規律角度看,超過100m的摩天輪可以稱之為巨型摩天輪,因此柔性巨型摩天輪結構是指輪盤的輪輻全部采用鋼纜索體系,高度超過100m的摩天輪結構。
在柔性巨型摩天輪結構中,豎向荷載包括輪箍和轎廂恒荷載、轎廂活荷載等,由輪緣通過輪盤下垂方向一定范圍內的輪輻索傳遞至軸套,側向荷載包括風荷載由與輪盤面傾斜的全輪盤面輪輻索傳遞至軸套,其中絕大部分的風荷載由輪盤面迎風受拉一側的輪輻索傳遞,這些荷載再經由軸套下的軸承傳至軸心,并由支撐軸心的鋼架柱傳遞至基礎。

柔性巨型摩天輪輪盤結構的受力性態如圖所示。在預應力工況下,輪輻索中產生徑向的均勻拉力,使封閉的輪緣圓環內均勻受壓;在重力恒載荷活載等豎向荷載的工況下,輪緣發生整體向下的位移,導致輪盤上半部分的輪輻索呈現受壓狀態,下半部分的輪輻索受拉;在垂直于輪盤方向的風荷載作用工況下,風荷載使得輪盤迎風面一側的輪輻索受拉,背風面一側的索受壓,相應的,輪緣總的壓力出現規律的增減。
在垂直輪面的風荷載作用下,柔性巨型摩天輪輪盤的受力特性如下:輪緣總體受壓,壓力從上至下逐漸增加,而輪輻索的拉力也相應的從上至下逐漸增加,而輪輻索的拉力也相應的從上至下逐漸變大。柔性巨型摩天輪中剛性輪緣和柔性輪輻索的主要優勢在于張緊的輪輻索為輪緣提供連續支撐,構成一個自平衡的體系,而索內的拉力被轉化為圓形輪緣內的環形壓力,充分發揮了拉索材料高強抗拉的優點和圓形輪緣結構環向受壓的特點。