撑杆失效对张弦结构抗连续倒塌性能的影响

根据张弦结构的受力特点,假定张弦结构为两端受有集中力的弹性连续梁进行分析,得到撑杆失效后上弦截面内力的最大值,给出防止张弦结构发生上弦局部破坏和撑杆连续破坏的充分条件.分别以张弦桁架和张弦梁结构为研究对象,分析撑杆失效对张弦结构抗连续倒塌性能的影响.研究结果表明:撑杆失效后索的应力变化很小,但撑杆失效导致相邻撑杆的内力增加均远大于原撑杆内力的50％,这一方面是因为相邻撑杆承担荷载增加,另一方面是由于动力放大效应,最终导致相邻撑杆的内力增加较多;上弦刚度越小,上弦对撑杆的依赖性越大,由于动力放大效应,撑杆失效的影响越明显.     

张弦桁架结构的非线性地震响应及其参数分析

根据张弦桁架结构的受力性能和构造特点,利用ANSYS软件中的仿真功能,并充分考虑柔性索和桁架的结合,详细探讨了矢跨比、垂跨比、撑杆数目、预应力值大小等参数对结构地震响应的影响。结果表明:矢跨比、垂跨比对结构地震响应影响较大,撑杆数目、预应力值对结构地震响应影响较小。     

探讨张弦桁架楼盖施工技术

本文作者对张弦桁架需悬挂30kN荷载的施工工艺,张拉施工过程的计算机仿真分析与工艺流程,撑杆下料尺寸的确定进行了研究．仅供同行参考。     

大跨度张弦桁架自振特性参数分析

本文以广州会展126.6 m张弦桁架为工程背景,利用ANSYS的Block Lanczos法,分析了张弦桁架的自振特性。针对不同的矢跨比、垂跨比、撑杆数量及布置等变化参数进行了大量分析,得出各参数对张弦桁架结构自振特性的影响规律。     

张弦结构撑杆稳定性的理论分析

对张弦结构的概念进行了介绍，提出了分析张弦结构撑杆稳定性的必要性，并对撑杆的平面内几何稳定性与撑杆的平面外几何稳定性进行了详细的分析计算，总结了稳定性验算的基本步骤，为张弦结构的广泛应用提供了依据。     

张弦梁(桁架)结构荷载态受力性能分析

本文分析了张弦梁(桁架)结构在使用阶段的受力性能,着重讨论了在最不利工况下,初始预应力幅值、矢高比与垂跨比、拱截面惯性矩(桁架截面高度)和撑杆间距及数目等四个参数对张弦梁(桁架)结构受力性能的影响,这四个参数也倍受工程设计人员的关注,最终本文得出了一些实用性结论。     

张弦桁架设计若干问题讨论

对张弦桁架设计过程中的若干问题进行了讨论。增加张弦桁架的矢高或垂距可减小结构跨中的挠度及弯矩,但增加矢高会加大结构支座处的水平反力,加大风荷载作用下结构表面的风载体型系数,减小预拉力作用下结构跨中的反拱值及反向弯矩,建议在设计时首先考虑使用增加垂距的方法来改善张弦桁架的受力性能。在反对称荷载作用下,张弦桁架中的拉索及撑杆无法为桁架提供有效支承,对有可能遭遇反对称荷载作用的张弦桁架应重视结构在该工况下的分析设计。张弦桁架传力路径较为单一,杆件的屈服有可能致使结构实际的失稳情形与弹性稳定分析结果不符,对该类结构进行弹塑性稳定分析是有必要的。将张弦桁架中的拉索设计成并行双索的形式将有助于提高结构的抗连续倒塌能力。     

张弦立体桁架结构的非线性地震响应及参数分析

张弦立体桁架结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组合而成的新型结构,是通过在弦中施加预应力来改善抗弯受压构件的受力性能的自平衡体系。张弦立体桁架结构的垂跨比、矢跨比、撑杆数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数对其地震响应都有一定的影响。为此,应用ANSYS对张弦立体桁架结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析,详细讨论垂跨比、高跨比、撑杆数目、横索数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数,以及行波效应对地震响应的影响,以供工程设计参考。     

梭形钢屋架中张弦梁与管桁架方案的对比分析

用有限元方法分析了张弦梁和管桁架结构在梭形钢屋架设计中的力学性能,并对比了经济指标,指出在跨度不大的情况下,设计合理的管桁架的建造费用与张弦梁基本相等,并且避免了施工过程中的找形困难和预应力张拉的施工步骤,是个值得考虑的方案。     

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。     

带狗骨式调节器的张弦梁结构的设计与施工

在对张弦梁结构的撑杆与索的连接方式进行探讨的基础上,根据现有张弦梁施工中存在的撑杆竖向精度无法保证的问题,提出解决方法,即采用狗骨式调节器保证撑杆的竖向位置,同时介绍其优点和工作机理;其次对结构进行了静力分析并与实测值进行了比较,得到如下结论:索张力与拱梁起拱值(实测值)在开始阶段呈非线性变化,其后呈线性变化,斜率与理论值基本相等,最后阶段起拱值迅速增大,斜率大于理论值;实际结构的刚度比理论值小;实际结构的狗骨式调节器发挥了保证撑杆竖向位置不动的作用;最后对单榀张弦梁的施工过程予以介绍。     

张弦桁架吊挂轻型组合楼盖施工的研究

介绍了一种新型现代空间张弦桁架吊挂轻型组合楼盖结构体系。阐述了吊挂楼盖、悬索张拉及撑杆下料尺寸的确定三方面施工工艺,这为进一步推广这种巨型结构体系提供了理论及实践的依据。     

镇江体育会展馆张弦桁架优化设计分析

镇江体育会展馆屋盖属于大跨度张弦桁架结构.首先以整体结构为研究对象,除对单榀张弦桁架进行设计外,着重对张弦桁架的侧向支撑进行了简化和优化设计.根据本工程的特点,沿整体桁架四周增加了对称拉索.然后对优化前后结构的力学性能进行了分析.分析结果表明:优化后结构更加简单,施工安装难度大大降低,结构应力峰值减小,结构挠度减少;优化后结构的基频增加,地震响应峰值减小,竖向刚度大大增加,结构抵抗地震能力增强.因此,张弦桁架结构优化分析应根据整体结构的特点,除进行单榀张弦桁架优化外还应重视其侧向支撑的设计优化.     

张弦桁架吊挂轻型组合楼盖施工技术的研究

采用现场实测与计算机仿真分析相结合的方法,对张弦桁架需悬挂200kN楼盖使用荷载的新型工艺进行了分析,着重阐述吊挂楼盖、悬索张拉及撑杆下料尺寸的确定及施工工艺,最后得到了施工顺序影响整体结构的受力状态、悬索张拉施工过程中,索张力与位移基本呈线性关系等结论。     

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。     

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。     

绍兴体育会展馆刚接张弦桁架设计研究

绍兴体育会展馆屋盖结构为梁端刚接张弦桁架,与梁端简支的普通张弦梁在受力特点上有较为明显的区别,故其拉索布置应有所区别。研究表明,不同预应力索端节点位置对张弦桁架内力、整体稳定都有较为明显的影响,对竖向位移影响较小,几乎不影响结构整体动力性能。综合分析后得出了最佳索端节点位置。深入对比三种典型横向支撑系统布置方式的静力、动力及屋盖整体稳定性能发现,间接连续布置的横向联系桁架对屋盖结构整体的综合性能最为有利。     

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。