120m跨张弦桁架结构施工方法研究

南京河海大学水流试验大厅A区屋盖采用张弦桁架结构,结构主要由多榀桁架组成,桁架之间由支撑桁架、三角形支撑桁架串联,形成整体的张弦桁架结构.与常规的张弦桁架结构相比,其具有桁架跨度大、变形控制难、结构复杂的特点.通过对屋盖结构进行整体分析,控制张弦桁架的变形,提出了张弦桁架的张拉施工方案,包括各榀张弦桁架的张拉轴力和张拉顺序,并考虑了相邻桁架在张拉时的相互影响.分析研究表明,通过恰当的施工顺序,可以在张拉时,使相邻桁架的相互影响控制在允许的范围之内.     

大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。     

镇江体育会展馆张弦桁架施工张拉分析与监测

镇江体育会展馆屋盖为大跨度对称张弦桁架结构,张弦桁架的张拉为施工中的重点和难点。本文首先通过三种张拉方案的比选,得出采用分批对称张拉是一种比较合理的施工方案;并采用ANSYS和ADINA有限元软件对张弦桁架的施工全过程进行了模拟,为张拉施工提供了理论数据。通过对桁架关键部位监测点的布置,开展了全部10榀桁架施工过程的实时监测。监测结果与计算结果比较后发现,两者的跨中竖向位移、杆件应力及支座位移均符合较好,模拟计算结果是可信的。最后分析得出了跨度变化且对称张弦桁架结构在张拉中的一些特点:单榀张弦桁架在张拉过程中,其跨中竖向位移和滑动支座位移在张弦桁架完全脱离支撑胎架后增长迅速,而其跨中轴向应力随索力增加而增长较为均匀。最后张拉完成后,各榀张弦桁架跨中竖向位移、滑动支座位移跨中轴向应力随跨度的增加而增大。     

玻璃采光顶及幕墙张弦结构整体设计与分析

考虑建筑张弦结构提高刚度、减小支座水平推力的显著效果,文章以某建筑玻璃采光顶及幕墙为例,对张弦梁采光顶和张弦桁架玻璃幕墙进行整体设计和分析,优化张弦梁和张弦桁架拉索预应力,对关键节点进行加强设计,提出合理化建议.     

张弦结构动力分析中的若干问题研究

结合镇江体育中心会展馆的曲线形大跨度钢结构屋盖工程,对张弦结构动力分析中的若干问题进行了研究.首先分析了不同质量矩阵模式(一致质量矩阵和集中质量矩阵)对单榀张弦梁及整体张弦结构振型、频率的影响;其次,通过多维地震作用下的结构动力分析,研究了索张拉应变和索截面变化对张弦结构动力性能的影响.研究表明,不同的质量矩阵模式对单榀张弦梁的振型、频率计算结果影响较大,而对整体张弦结构的计算结果影响较小;索张拉预应力及索截面的变化改变了张弦结构的振动平衡位置、波动位移及结构抗震性能.     

上海科技大学体育馆张弦梁屋盖施工技术

上海科技大学体育馆采用预应力张弦梁结构形式的屋盖,投影长90.8m,横向跨度51.2m,由10榀张弦梁、2榀托桁架、2榀钢箱梁、主桁架及边桁架形成整体框架,交叉次梁进行连接。结构复杂,施工难度大。介绍了上海科技大学体育馆张弦梁施工过程中的吊装、临时支撑、数值模拟及张拉等技术措施。     

北京北站无柱雨棚预应力钢结构施工技术

北京北站无柱雨棚结构采用单向张弦结构。经过大量仿真计算和方案比较分析,施工过程中首先进行单榀桁架空中榀装,并预张到设计张拉力的70%,吊装到位后,通过滑移的方法将整体结构安装完成,然后进行第2、3次预应力施加工作。提出的张弦结构的施工方法,不但在技术上十分合理,而且降低了成本。     

下部框架结构的协同工作对张弦桁架抗震性能的影响北大核心CSCD

采用时程分析法对广州国际会展中心张弦桁架结构进行地震响应分析,详细对比了有无下部框架结构协同工作下,结构的自振特性、下弦跨中节点的水平加速度和竖向位移的地震响应、上下弦杆轴力和拉索应力的地震响应.结果表明:下部框架结构的协同工作使结构的自振频率减小,但对张弦桁架低阶振型的影响不大;大幅度地改变了张弦桁架的水平加速度地震响应峰值;下部结构的协同工作使张弦桁架的竖向位移地震响应明显减小,但位移响应的衰减速度变慢;下部框架结构的协同工作对张弦桁架边跨和跨中弦杆轴力地震响应的影响各不相同,对索应力地震响应的影响极小.     

下部框架结构的协同工作对张弦桁架抗震性能的影响

采用时程分析法对广州国际会展中心张弦桁架结构进行地震响应分析,详细对比了有无下部框架结构协同工作下,结构的自振特性、下弦跨中节点的水平加速度和竖向位移的地震响应、上下弦杆轴力和拉索应力的地震响应.结果表明:下部框架结构的协同工作使结构的自振频率减小,但对张弦桁架低阶振型的影响不大;大幅度地改变了张弦桁架的水平加速度地震响应峰值;下部结构的协同工作使张弦桁架的竖向位移地震响应明显减小,但位移响应的衰减速度变慢;下部框架结构的协同工作对张弦桁架边跨和跨中弦杆轴力地震响应的影响各不相同,对索应力地震响应的影响极小.     

北京北站张弦桁架结构模型试验研究

张弦桁架结构具有自重轻、跨度大及整洁美观等优点。目前有关张弦桁架结构的试验研究大多以单榀为主,为了了解此种结构的空间受力性能,以北京北站张弦桁架结构为原型,制作了一几何缩尺比例为1∶10的5榀空间张弦桁架结构试验模型。首先介绍了北京北站张弦桁架结构雨棚的工程概况,其次描述了该试验模型的制作及组装过程,最后对其在多种荷载工况作用下的多级静力加载等内容进行了理论分析和试验研究。研究结果表明：虽然试验模型在垂直张弦桁架跨度的方向上布置了刚度较大的立体联系桁架和平面联系桁架,但是荷载传递的路径仍然是以沿着张弦桁架跨度方向的单向传递为主;空间张弦桁架结构承受非对称荷载能力强。     

北京北站张弦桁架结构性能研究及工程优化

张弦桁架结构在我国火车站无站台柱雨棚工程中的应用日渐增多。以北京北站站台张弦桁架雨棚为例,研究该类结构在恒荷载及风荷载作用下,结构受力性能随各参数的变化规律。结果发现:结构中拉索的垂距及轴向刚度能显著改善结构在恒载作用下各方面的力学性能。相比于恒荷载,结构对风荷载更为敏感,通过改变结构矢高、垂距,拉索截面积等参数可优化结构在风荷载作用下的受力性能。在结构性能研究的基础上,提出适宜工程应用的张弦桁架结构优化设计方法和步骤,并结合北京北站张弦桁架结构介绍该优化设计步骤的具体应用过程。     

大跨度张弦桁架形态优化设计

在张弦桁架形态分析的基础上,采用多阶段形态优化设计方法,建立了优化设计步骤及多个优化模型,对比分析了各模型的位形、杆件轴向应力、弯矩、拉索预应力、用钢量等经济技术指标,根据刚度设计要求得到了最合理模型,该模型可为设计经济合理的张弦桁架提供参考。     

国家体育馆双向张弦结构预应力施工模型试验研究

通过模型试验研究了国家体育馆屋盖双向张弦结构的预应力施加方法。从索力大小、钢结构应力和竖向位移及其变化幅度等方面对比分析了两种张拉方法的优缺点。最后得出适合国家体育馆的预应力施工方案,所得结论对双向张弦结构预应力施工方法具有实际借鉴意义。     

大跨度短撑杆式张弦桁架结构形式的研究

结合短撑杆式张弦桁架的优点,采用有限元软件ANSYS10．0对竖直撑杆式张弦桁架和v形撑杆式张弦桁架进行计算,得出竖直撑杆式张弦桁架的受力性能好,但没有V形撑杆式张弦桁架美观的结论,从而为工程设计积累了经验。     

平面张弦结构失稳与破坏机理的数值分析

张弦结构由刚性上弦和柔性下弦索通过撑杆连接而成,为半刚性结构,其整体失稳和破坏模式是张弦结构研究和设计的重点。提出两端受有水平力和竖向集中力的弹性支承连续拱模型来模拟张弦结构。根据该模型分析得出影响张弦结构弹性及弹塑性失稳机理及承载性能的关键参数,如拱的矢跨比、拱截面、索的垂跨比和索截面积。并根据这些参数,利用该模型对张弦结构进行参数化分析,得出避免张弦结构发生整体失稳和脆性破坏时上弦拱的矢跨比和截面面积以及索截面取值建议值,并进一步讨论了支座刚度对张弦结构极限承栽力和弹塑性破坏的影响,为张弦结构抗连续倒塌设计提供技术支持和参考。     

梅江会展中心张弦桁架抗连续倒塌分析

通过对天津梅江会展中心张弦桁架移除关键构件后的残余结构的承载力分析,得到张弦结构的支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆等关键构件的破坏对结构承载力影响最大;为了模拟杆件失效前静力荷载产生的初始变形对结构连续倒塌的影响,采用考虑初始变形的全动力等效荷载瞬时卸载法模拟杆件失效。对支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆失效进行连续倒塌动力分析,研究了纵向联系桁架对张弦结构抗连续倒塌的作用,得到平面张弦桁架通过纵向联系桁架组装成一整体,其整体性随着纵向联系构件抗弯刚度的增大而提高,共同作用效果明显。在此基础上,利用山墙的抗风柱,将边跨张弦桁架改变为多支点支承的普通桁架,设计时该抗风柱不仅承担水平风荷载,还承担竖向荷载,从而提高结构的抗连续倒塌能力。并根据该工程的特点提出集桁架支座、张拉端（锚固端）和桁架下弦管于一体的铸钢节点构造,不仅满足建筑要求,还使得该处节点承载力大大加强,可供相关工程参考。     

大跨度预应力张弦桁架的吊装

广州国际会议展览中心采用了大跨度预应力张弦桁架结构．由于张弦桁架跨度大、重心高、侧向刚度较差等特点，吊装过程应考虑多种因素的影响，本对张弦桁架吊装过程中的几个问题进行了介绍与分析，为大跨度钢结构工程安装提供有益经验与建议。     

长江航道模型120m跨试验大厅结构设计

该工程为120m跨的单层建筑,采用张弦桁架结构.针对常规张弦桁架室内观感效果较差的缺点,提出了一种上部为变截面桁架的张弦桁架结构形式.该文详细介绍了屋盖结构选型、张拉力选择、稳定分析和节点设计等,对同类工程有重要的参考价值.     

基于效率系数的组合钢桁梁优化设计方法

组合钢桁梁具有桁架结构的受力特征,同时还受节点性能和板桁组合作用的影响,受力机理复杂。传统有限元优化方法无法兼顾杆件和节点,为对组合钢桁梁设计方案进行快速、准确地优化,提出了一种基于效率系数的优化设计方法。在采用杆系有限元模型进行初步分析基础上,根据结构内力分布相似的假定,以杆件和节点承载力效率系数为优化指标对构件进行优化,再将优化方案代入有限元模型进行验证。以矩形钢管混凝土组合桁梁连续梁桥既有通用图集为依托工程,进行设计方案优化。结果表明:组合钢桁梁空间效应等因素产生的弯曲应力可达组合应力的15%～42%,弯矩产生的影响不可忽略,在计算杆件效率系数时应将弯矩和轴力同时考虑在内; 效率系数可直观反映组合钢桁梁构件应力状态,快速定位优化构件,还可依据杆件截面特征将优化方案细分至板件层面; 所提优化设计方法可对组合钢桁梁的节点和杆件进行统筹优化,避免反复进行有限元试算,显著提高优化计算效率。