张弦梁结构的探讨论文

《张弦梁结构的探讨论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、张弦梁结构的探讨论文摘要：本文就张弦梁结构中的相关问题作一些说明，以及张弦梁结构研究的现状和需要以后研究的问题。本文还讨论张弦梁结构的影响因素，以及目前找形分析的方法。关键词：张弦梁结构找形预应力稳定问题0引言张弦梁结构最早是由日本大学M.Saitoh教授提出，是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种新型自平衡体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分

2、发挥了刚柔两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便.freel的单榻张弦梁为例进行分析，认为该情况下撑杆数超过3个后，受力性能改善效果不再明显，所以撑杆数目以3个为益。(2)、垂跨比或高跨比的影响：垂跨比是下弦索的垂度和结构跨度的比值价/L),高跨比是上弦梁的矢高和结构跨度的比值切IL)。随着垂跨比或高跨比的增大，除剪力外，其它内力如梁的弯矩和轴力以及索的最大应力都减小，同时结构的变形也减小，但半跨荷载下的变形幅度小于全跨荷载下的变形幅度，因此，当垂跨比达到某个特定值后，位移反应的不利荷载由全跨荷载转为半跨荷载。(3)、上

3、弦梁的惯性矩的影响：随着上弦梁的惯性矩的增大，全跨荷载下的变形儿乎没有变化，但半跨荷裁下的变形显著减小，并且全跨荷载下的最大正应力和半跨荷载下的梁的正应力也减小，所以通过增大梁的惯性矩，来提高半跨荷载下的刚度及结构受力性能是有益的。(4)、梁截面面积的影响：随着梁截面面积的增大，除梁的正应力有所减小外、其它内力及变形几乎没有变化，所以提高梁的面积，对一受力性能的改善是不明显的。(5)、下弦索的预应力的影响：随着下弦索的预应力的增大，变形显著减小，拱的正应力也趋向于减小，但不明显，所以弦的预应力主要有助于减小变形。(6)、下弦索

4、的面积的影响：随着下弦索的面积的增大，变形和索的内力显著减小，梁的正应力也趋向于减小，但幅度不大，所以单纯增大弦的面积，虽能提高刚度，但弦的材料强度不能充分利用。(7)、梁截面型式的影响：梁截面采用工字型截面相比采用钢管截面，从力学角度看，更经济合理。(8)、张弦梁结构尺寸应在建筑允许的条件下，采用尽可能大的垂跨比;高跨比的取值要考虑平面外风载的作用大小;选择适当的梁的尺寸和弦的面积，使梁的最大正应力和弦的最大应力同步达到材料极限状态，对弦施加一定的预应力以提高刚度。文献5在对单榀张弦梁的各参数分析的基础上，认为文献16中大部

5、分内容比较正确地反映了单榀张弦梁结构的静力性能，但是一些数据所反映的趋势并不合理，并提出了一些新的认识和结论。(1)、垂跨比或高跨比的影响：文献5认为，随着垂跨比或高跨比的增大，梁截面的弯矩不是减小而是显著增加，所以不应该无限制地提高垂跨比和高跨比。(2)、弦的预应力的影响：文献4认为，随着下弦索的预应力的增大，变形显著减小，而文献5的计算分析则表明，预应力的增大对于结构变形的影响几乎可以忽略不计，甚至还略有影响;就预应力对张弦梁结构的内力的影响来看，文献5认为预应力的增大会导致结构所有内力项都相应增大，对于上弦梁的主要内力弯

6、矩的影响尤为显著。3.2对单榀张弦梁结构各因素影响分析的新认识鉴于以上文献分析，本人觉得还有如下方面影响因素分析：垂跨比＋高跨比、撑杆的布置方式（如斜向布置、竖斜向布置），还有考虑撑杆和拉索的接触分析。由于时间的原因，本人还未作一定的分析。4、结论与展望本文就张弦梁结构的受力机理和分类作了一定的说明，施工中的找形问题的方法作了介绍，还有介绍了目前文献中有关对张弦梁结构的影响因素及本人觉得还应该考虑的一些因素。在目前的研究中，还应该考虑的一些问题：(1)、索单元的数值模型问题。采用杆单元是不能精确描述索在低应力水平下的状态，选择

7、合适的索单元来进行数值分析是值得讨论的问题。(2)、对非线性有限元的收敛速度需要做深入的研究。在结构计算中经常会遇到用非线性有限元计算不收敛的问题。(3)、对于大跨度张弦梁结构的风致振动、结构的振动特性以及振动控制是目前急需研究的问题，包括风场和风速的模拟、随机振动和藕合问题等(4)、本文讨论的基本上是单榀平面张弦梁结构，此外，对于空间张弦梁结构比如空间双向、多向张弦梁结构、辐射式张弦梁结构其受力性能，有待更进一步的分析和研究。(5)、现在的分析都是基于线弹性材料下的几何非线性分析，对于强震等较大荷载作用下的弹塑性分析，有待更

8、进一步的研究。