介绍一种新型屋盖结构体系

本文就张弦梁结构的分类,受力机理,张弦梁结构的找形分析,用有限元分析总结了撑杆数目、垂跨比、高跨比、拱的惯性矩、弦的预应力等对张弦梁结构的受力性能的影响,以及结构的稳定性分析。     

张弦梁结构找形分析方法的研究进展

在系统总结国内外关于张弦梁找形分析方法的最新研究成果基础上,对三种主要的张弦梁结构找形分析方法作了介绍,分别阐述了每种方法的基本原理和实施步骤,以期促进张弦梁结构在我国的推广应用。     

单榀张弦梁结构找形的简便算法

张弦梁结构(简称BSS)具有体系简单、充分发挥刚柔两种材料的优势等特点,在大跨度结构中得到了越来越广泛的应用。下弦索预应力值的确定和张弦梁零状态几何形态的解析解是求解常温荷载态下,以及高温荷载态下结构力学特征量解析解的基础。目前主要采用的做法是先行给定下弦索预应力值,然后通过数值模拟得到张弦梁零状态几何形态,但是,这种方法对结构设计人员可操作性不强。针对工程中常用的抛物线形张弦梁,通过对其预应力态下梁单元及索单元的微分平衡方程进行求解,以预应力态下张弦梁的几何形态为目标态,建立下弦索的预应力值与结构零状态几何函数间的关系,得出单榀张弦梁结构找形的简便计算方法。并将该方法的计算结果与基于有限元ANSYS软件模拟结果进行对比,误差不超过3%。结构工程师可以用这种简便计算方法设计零状态下张弦梁几何形态,从而得到满足建筑要求的抛物线形张弦梁几何形态。该方法的求解思路,也可为其它形状函数的张弦梁找形与分析提供参考。     

抗风索双层弦张弦梁结构的稳定性能分析

综合现有张弦梁结构工程实例,张弦梁结构存在一些不足,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,采用ANSYS有限元软件详细分析对比了抗风索双层弦张弦梁结构与未布设抗风索的双层弦张弦梁结构的稳定性能。通过对比发现,布设抗风索的结构稳定性能有一定的提高。     

张弦梁结构的计算分析和形状确定问题

张弦梁结构为典型的平面杂交空间结构,适合用于实际的屋盖结构如航站楼、会展中心、体育场馆等.然而遗憾的对于该种结构理论和试验研究、规范和规程的修订却并不十分完善.本文从张弦梁结构的计算参考构形出发,对张弦梁的计算分析理论,形状确定问题即找形和找力分析如竖杆内力的确定、索曲线形状设计等若干问题做了讨论,特别对于张弦梁结构的找形问题即索曲线形状确定问题,本文方法简单方便可手算完成.     

张弦梁结构在midas Gen中的应用

张弦梁结构是近十余年发展起来的一种大跨度预应力空间结构体系。张弦梁结构由三类基本构件组成,即可以承受弯矩和压力的上弦刚性构件、下弦的高强度拉索以及连接两者的撑杆。本文主要从张弦梁结构的基本力学特性入手,结合midas Gen软件介绍索预应力施加的四种方法,最后通过一实例介绍了如何通过逆迭代法进行索结构找形分析。逆迭代法在张弦梁结构的找形分析中步骤简单,在midas Gen软件应用中也非常便利的找形成功。     

几何缺陷对张弦梁预应力张拉影响的力学分析

用有限元方法分析了张弦梁结构上弦平面外几何缺陷在预应力张拉过程中可能造成的力学影响,比较了张弦梁结构不同的上弦截面形式对平面外几何缺陷的敏感性,指出张弦梁上弦采用H形截面时,张弦梁结构可能具有对上弦平面外几何缺陷的敏感性,施工过程应考虑这一因素;张弦梁上弦采用平面外刚度较大的箱形截面时,可避免结构对上弦平面外几何缺陷的敏感性,施工时可在地面将张弦梁一次张拉到位,避免高空预应力张拉的不便,减小施工难度.     

用APDL语言解决张弦梁结构找形问题的方法

介绍了如何利用通用有限元分析软件ANSYS5 .7的APDL语言来运行逆迭代法 ,以解决张弦梁的找形问题 ,并以常州工学院体育馆张弦梁结构为例进行了详细说明     

张弦梁结构在桥梁工程中的应用

简要描述了张弦梁结构的概念,主要结构类型、发展途径以及张弦梁结构的主要特点。介绍了几个张弦梁应用实例,着重探讨了张弦梁结构在大跨径桥梁的非落地支撑系统中的应用,并通过一个具体工程结构设计,分析计算了张弦梁结构支撑系统的位移和内力,对张弦梁结构在桥梁工程中的应用作出有益的探讨。     

抗风索双层弦张弦梁结构动力性能分析

张弦梁结构具有结构简单、受力合理和施工方便快捷等优点。在总结目前几个已建成的大跨度张弦梁工程实例时发现,该结构形式在具备多种优点的同时也存在一些缺点,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。总结以上不足之处,在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,分析抗风索双层弦张弦梁结构的动力响应。     

初应变法模拟预应力张拉解决张弦梁结构找形问题的方法

在张弦梁结构的施工过程中，“找形”(FORM FINDING)工作是施工中的难点。本文利用初应变法模拟预应力张拉进行迭代解决张弦梁的找形问题，并结合工程实例进行了详细说明。     

异形钢柱支撑的轮辐式张弦梁结构施工关键技术研究

以东南大学九龙湖体育馆的异形钢柱支撑的轮辐式张弦梁结构为背景,对结构进行了稳定性、施工方案优化、施工检测等若干关键技术的分析和研究。对轮辐式张弦梁结构的形态、性能、计算模型及分析理论进行了分析和总结,得到了实用的异形钢柱支撑的轮辐式张弦梁结构的施工仿真模拟的方法,并提出提高结构稳定性的建议。通过有限元软件分析选定了九龙湖体育馆异形钢柱支撑的轮辐式张弦梁结构安全合理的施工方案,同时,对张拉过程进行了施工仿真分析,比选并确定张拉方案。进行项目现场实地检测,将检测结果与理论分析结果进行对照分析,证明理论分析结果的正确性和理论分析方法的可靠性。     

张弦梁结构的理论研究与发展综述

总结近年我国张弦梁结构的理论研究成果及其发展状况,主要包括:张弦梁结构的稳定问题;节点研究;考虑行波效应条件下的地震反应分析;弯曲钢管的性能分析;索的疲劳问题;索力监测技术;找形方法;动力特性研究以及张弦梁结构形式的发展;用料的发展等,指出该结构体系的不足和应当研究、深化和开发的学科课题,以更好地促进这种大跨度空间结构体系在我国的推广应用。     

基于抗连续倒塌性能的张弦梁结构撑杆构型与数值验证

针对传统张弦梁结构冗余度低、易发生连续性倒塌的特点,引入变换荷载路径法改进撑杆构型,提出了一种交叉撑杆构型的张弦梁结构体系。以某体育馆张弦梁结构为原型,建立了新型撑杆构型的张弦梁结构基准模型。通过优化撑杆交叉角度、交叉节点位置等参数,得到了多个具有新型撑杆构型的张弦梁结构模型,并采用有限元方法对其承载力与抗连续倒塌性能进行了分析。结果表明：经合理设计,新型撑杆构型的张弦梁结构与传统张弦梁结构在刚度、承载力等方面较为接近,且新型撑杆构型的张弦梁结构承载力与撑杆交叉节点的位置有关;当中间索失效时,下撑杆能代替失效索为结构提供有效的传力路径,且交叉角度较大时新型撑杆构型的张弦梁结构抗连续倒塌性能更好;当边索失效时,交叉撑杆构型的张弦梁结构的竖向位移均较传统张弦梁结构的大幅减小,其抗连续倒塌性能更加优良。     

南京会展中心主展厅屋架结构设计

介绍了南京会展中心主展厅屋架结构的主要设计内容.主展厅屋架最大跨度74m,采用张弦梁结构作为其主承力体系,张弦梁两端通过板式橡胶支座支承于下部单排框架柱顶.与常规张弦梁不同,本工程张弦梁两端带悬挑跨,悬挑跨对单榀梁张拉成形产生不利影响.对屋架结构的结构体系、荷载分析、静力承载力分析、整体稳定性分析、节点设计等内容做了阐述,旨在为类似工程提供参考与探讨.     

大跨度张弦梁的结构特点和设计分析

张弦梁结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组合而成的新型结构体系。介绍了张弦梁结构体系的结构形式、受力性能等特点,并结合工程实例对张弦梁结构设计进行分析。     

张弦梁张拉过程平面外稳定性分析及施工方案比较

张弦梁结构作为一种自平衡体系,在大跨度屋盖结构中得到日益广泛的应用.设计状态下张弦梁上弦构件受到檩条、支撑等屋面结构的约束,其平面外稳定问题并不显著.但在施工过程中对平面张弦梁进行预张拉时,一般要设置临时面外支撑,因此需对张弦梁张拉过程中的平面外稳定性问题予以研究.采用几何非线性有限元方法,对张弦梁张拉过程的平面外稳定问题进行弹性屈曲分析,研究了张弦梁主要几何参数对失稳临界索力的影响,提出了确保张拉过程平面外稳定的措施.此外,针对张弦梁单步张拉和分级张拉2种常见施工方法,通过算例比较了两种方法的优缺点.     

基于北斗的张弦梁拉索施工过程位形精细化动态监控技术

为解决国家会议中心二期屋面张弦梁结构位形高精度控制的问题,在北斗系统组网成功的大背景下,提出并研制了一种基于北斗测点、无线传输、云平台和太阳能等新技术的张弦梁拉索施工过程屋面钢结构位形实时监控系统.经推广使用表明,在拉索施工全过程中,由太阳能供电的北斗位形监测系统工作正常;实测数据与现场实际情况吻合,与施工仿真计算结果偏差小于3％,从而验证了该系统的有效性,也从定性和定量2个角度验证该项目张弦梁拉索施工控制良好,满足实际工程需要.     

延安火车站张弦梁结构找形分析

针对张弦梁结构的找形,提出荷载反向迭代法。在给定初状态的情况下,对结构施加反向重力和反向预应力得到近似的零状态,然后改变施加的预应力值,通过控制位移,进行若干次的迭代得到满足要求的零状态。最后通过对延安火车站张弦梁结构的试验和计算验证该方法是正确的。     

张弦梁结构的分析与力学性能研究

张弦梁结构由上弦梁与下弦索通过竖向撑杆组成,其力学性能优异、结构效率高,在屋盖结构尤其是楼盖结构中有较好的应用前景。本文对张弦梁结构的分析方法与力学性能进行了系统的研究,根据张弦梁结构的自平衡特点,对索与梁建立变形协调方程,给出了张弦梁结构的平衡微分方程,设定位移函数,用伽辽金法进行求解。分别求得张弦梁结构在均布与反对称荷载下内力与位移的解析解。为证实这一连续化理论计算方法的准确性,特与非线性有限元计算结果进行了分析比较,证明本理论方法计算方便、直观精确,可用于张弦梁结构的分析与计算。根据理论公式,对张弦梁结构的静力性能进行了讨论,包括结构的线性性能、结构刚度、反对称荷载下的变形、预应力的控制作用与支座水平位移等方面,对张弦梁结构的研究与工程应用有较好的指导意义。