张弦梁结构及其经济性分析

张弦梁结构是一种造价低廉、受力合理、运输便捷、施工简单的结构形式.本文力图从张弦梁的曲度、拉索数量、预应力度对张弦梁结构用钢量的影响给出张弦梁结构经济性分析的主要途径.     

大跨度新型张弦桁架的实验研究

结合管桁架和张弦梁的力学和构造特点，通过在管桁架结构的下弦加竖直撑杆，配置拉索并施加预应力，得到一种新型空间结构形式——新型张弦桁架结构，它可以看作是张弦梁加竖直撑杆时的一种特殊结构形式。这种结构不仅具有管桁架的优点，同时又能克服张弦梁的许多不足之处。     

平面张弦梁结构极限跨度研究

国内外张弦梁的兴建方兴未艾,而该结构的极限跨度论述鲜有报道。就此问题从结构设计因素出发,根据张弦梁的受力特点及拉索和上弦拱梁的材料极限强度条件,推导了平面张弦梁结构的极限跨度公式,并对平面张弦梁极限跨度的影响因素进行了分析。     

环形辐射状预应力张弦梁钢屋盖张拉优化

为确定结构的刚度特征及各榀张弦梁下弦拉索之间索力影响关系,采用了传统的顺序张拉法对某体育馆环形辐射状预应力张弦梁钢屋盖进行了分析.结果表明该结构较柔,导致了各拉索之间索力影响较大.根据该结论,按照对称均匀的原则选取了3种张拉方案,即一阶段张拉、两阶段张拉及三阶段张拉,运用逆向分析思路对下弦拉索进行虚拟张拉的对比仿真分析,分析过程中对拉索索力及结构位移进行了全过程的动态追踪,得出方案三为最优方案,并指出对于柔性预应力钢结构应采用逆向分析思路进行仿真分析,确定合理的张拉顺序及张拉级别有利于结构的受力与变形,并保证施工阶段结构的可靠度.     

大跨度张弦桁架预应力张拉控制研究

应用有限元软件ANSYS，通过对模拟千斤顶升温的模拟千斤顶法实现拉索预应力，提出了张弦桁架预应力的实用确定方法．将使用状态下计算得到的千斤顶温度荷载加到施工状态的计算模型即可求出施工需控制的索力、控制点位移．二次张拉需考虑张拉对相邻桁架的影响，施工控制难度大，本文结合哈尔滨会展体育中心支座跨度128m的超大跨度预应力张弦桁架结构的深化设计计算，提出了单榀张弦桁架下弦拉索胎架一次张拉法施工方法，通过对张拉阶段胎架与张弦桁架间摩擦力的计算研究，定量索力下跨中位移法考虑摩擦力影响，以跨中竖向位移作为预应力张拉的主要控制指标，成功地完成了该工程预应力张拉施工．     

地震作用下张弦梁（桁架）结构的可靠性分析

张弦梁结构是近年来发展起来的一种新型的结构形式,近10年来发展极为迅速。它是上弦刚性构件和下弦柔性拉索两种不同类型的单元组合而成的预应力空间结构体系,通常将其归类为＂杂交结构体系范畴＂。从受力形态上来看,张弦梁结构通常被认为是一种＂半刚性＂结构。由于其跨度大,整体刚度小,在地震作用下振动比较明显。而地震作用下张弦梁结构的可靠性分析很少。主要就张弦梁结构在静力作用下的可靠性进行了研究。得出了地震作用下的结构可靠性研究方法。     

双向张拉索-混凝土结构静力分析

结合张弦梁的结构特点,对双向张拉索-混凝土结构进行静力分析.对双向张拉索-混凝土结构与普通混凝土井字梁在极限荷载与重力荷载分别作用下的位移,应力与裂缝情况,进行对比与分析.结果表明:双向张拉索-混凝土的跨中挠度、承载力都有提高；跨中裂缝减少；受拉钢筋最大应力值减小等.     

装配式张弦梁钢支撑结构力学性能分析

为明晰装配式张弦梁钢支撑系统中预应力张弦梁结构的力学性能，采用ABAQUS有限元软件对张弦梁结构进行数值模拟分析.通过张弦梁撑杆预应力、撑杆截面尺寸、冠梁截面尺寸和桩基侧向刚度等影响因素分析张弦梁钢支撑的受力性能.利用MIDAS有限元软件对张弦梁钢支撑进行整体建模分析.结果表明：张弦梁靠近对撑部分的拉杆的承载能力对整个张弦梁的承载力起决定作用；增大撑杆预应力和桩基侧向刚度对张弦梁钢支撑承载能力有明显增强；增大撑杆截面和冠梁截面对张弦梁系统的承载能力提高不明显；张弦梁钢支撑系统的基坑位移处于预警值范围内，支撑系统对基坑位移有较好的控制作用.     

单向张弦梁结构风振响应参数分析

以张弦梁结构--广州国际会展中心屋架结构为例,利用风荷载模拟时程分析方法对该结构的风振性能进行了系统的参数分析.探讨了屋面恒载、拉索预应力和拉索截面积等因素对结构风振响应规律的影响.     

索形优化后的双向张弦梁索力特性试验研究

基于平衡荷载值确定双向张弦实腹梁结构的形状,由特制花篮螺丝和改装的U型绳卡分别模拟拉索张拉端和锚固端,采用多点分配梁杠杆集中加载与跨中直接吊挂加载相结合的加载方案,设计了一个索形优化后的双向张弦梁整体结构索力静载试验.试验结果显示,双向张弦梁下部双向预应力索以两个方向交叉进行分步张拉且张拉顺序由跨中向跨端进行为宜;经过索网形状优化之后,当竖向荷载增大到设计平衡荷载值时,双向张弦梁双向各索索力值相近,分布均匀,明显改善受荷阶段结构中的索力分布.双向张弦梁下弦索对非对称荷载尤其是二分之一跨分布形式较为敏感,可能出现边跨索力超过同级全跨荷载下的现象.     

基于能量原理的平面张弦梁静力分析

基于连续化分析模型,依据能量变分原理,建立平面张弦梁结构的平衡微分方程,采用伽辽金法求得张弦梁结构的内力与位移。对张弦梁结构在全跨荷载以及半跨荷载状态下的静力性能进行了分析。通过与有限元结果对比,验证了理论解的正确性,所得公式可为张弦梁结构的工程设计及优化研究提供参考和借鉴。     

张弦梁结构弹簧简化分析

将张弦梁结构的上弦模拟为为曲梁,撑杆和下弦索的作用模拟为弹簧支座,探讨了其刚度变化对上弦曲梁受力性能的影响,分析了张弦梁结构的简化计算方法。     

张弦梁结构刚度参数分析与优化设计

针对现有关于张弦梁结构基于刚度的参数分析和优化研究较为缺乏的不足,采用有限元方法对此问题进行研究。首先,结合某实际张弦梁结构模型并通过变化其主要参数值(如上弦抗弯刚度与下弦轴向刚度比值、上弦轴向刚度与下弦轴向刚度比值、高跨比和下弦索面积等)建立了多个结构模型,然后进行相应刚度分析,得到了这些主要参数对结构竖向整体刚度的影响规律和刚度优化设计的建议。结果表明:在参数分析范围内,当结构高跨比、上弦轴向刚度与下弦轴向刚度比值和上弦长细比一定时,张弦梁结构刚度近似与下弦索面积成正比;在工程实践中,为了在经济效果较优的情形下获得较大的刚度,建议张弦梁结构选用较大的结构高跨比、索垂跨比和较小的上弦轴向刚度与下弦轴向刚度比值。     

宣城体育馆弦支穹顶结构预应力施工研究

预应力张拉施工技术是弦支穹顶结构建造过程的关键技术之一,预应力拉索张拉施工质量直接影响结构的成型状态。采用有限元软件对宣城市体育馆弦支穹顶结构施工过程进行了全过程模拟分析,并用频率法对拉索张拉施工过程中的索力进行了跟踪监测,然后将有限元模拟得到的索力计算值与实测值进行了对比分析,分析结果表明,张拉完毕后建立的拉索有效预应力实测值与计算值较吻合,采取的张拉施工方案合理有效。     

初应变迭代法确定张弦梁结构目标预应力研究

张弦梁结构为预应力张拉体系,采用合理的预应力值对零状态的形态分布及荷载态的结构分析至关重要.运用ANSYS的APDL(Ansys Paramatic Design Language)语言编程,采用初应变迭代法以索应力或结构位为目标值,可得出满足条件的初应变值,提出了两种实现目标预应力值的简洁高效方法,并给出了相应的算例,可供类似张弦梁结构分析参考.     

大空间建筑不同区域受火对平面张弦梁结构响应影响分析

为了获取大空间建筑火灾下张弦梁结构响应规律,分析不同区域受火对该结构响应影响,优化结构抗火设计方法,本文结合大空间建筑特点及火灾特征,考虑张弦梁结构边跨受火、跨中受火及结构全跨整体受火情况,采用有限元法对3种受火条件下的结构响应展开研究,探讨了该结构在火灾高温下的行为响应及不同区域受火对结构响应影响,获取了火灾高温下活动铰支座的侧向位移、拱梁的竖向位移、下弦索的轴向拉力、撑杆的轴向压力,进而提出了适合大空间张弦梁结构抗火设计的优化建议。结果表明,受火灾高温影响,结构变形,右端可动铰支座随拱梁温度升高逐渐向右移动,且幅度较大,为提高结构的安全性能,建议采取一定的措施限制活动铰支座水平位移最大变化量;对比不同工况下结构位移、弯矩及轴力变化,可知不同区域受火致使空间温度场分布不均,该因素对张弦梁结构响应影响较大,张弦梁结构抗火性能研究应予以考虑;基于整体受火条件的结构抗火设计过于保守,缺乏针对性,结构抗火设计应结合实际火灾场景,考虑局部区域受火情况探讨结构行为响应,针对张弦梁结构防火的薄弱部位采取针对性的隔热或防火措施。     

某冰壶馆钢屋盖结构设计与分析

某冰壶馆钢屋盖结构采用单层网壳加张弦梁的杂交体系,单层网壳与张弦梁共同受力,形成良好的空间传力体系.本文详细介绍了其钢屋盖的结构构成和受力特点,并对张弦梁的撑杆高度、拉索直径及拉索预张力的大小进行探讨,从而确定合理的结构布置形式.采用有限元软件对结构进行了静动力分析、极限承载力分析以及抗连续倒塌分析,对类似结构的设计提供有益的参考和借鉴.     

残余应力对H形截面上弦张弦梁的影响

文章用有限元方法分析了残余应力对张弦梁结构预应力张拉阶段和工作阶段的力学影响,进行了定量评价,指出残余应力对张弦梁起着减小刚度、增大变形的消极作用,但影响不明显,在留有必要安全储备的前提下,可忽略其影响,简化设计工作。     

张弦梁几何与力的联合找形

由于有限元程序进行张弦梁找形计算时存在预应力损失问题,造成了一般的找形计算最终只能将预应力控制在一定误差范围内。文章提出了几何和力联合找形解决方案,并在ANSYS对一张弦结构进行几何非线性计算的基础上,验证了解决方案的合理性,为实际张弦梁工程的计算提供了参考依据。     

钢-砼协同式新型张弦桁架结构仿真

借鉴成都新世纪国际会展中心钢结构部分的空间张弦桁架屋盖结构，设计一种下部是预应力空间桁架和上部梁板结构组合成的新型张弦桁架结构型式，通过大型有限元软件Ansys对该结构进行了静力仿真分析，并研究了分阶段施工对结构受力性能的影响。结果表明，协同工作有效地提高了结构的整体刚度，明显改善了结构的变位和内力。