张弦梁结构的探讨

作者:yabo亚博全站首页登录发布时间:2022-11-04 00:39

本文摘要:第0章张弦梁结构最初由日本大学的M.Saitoh教授明确提出,是区别于传统结构的新型混合动力房屋复盖系统。张弦梁结构是刚性构件开闭、柔性电缆、中间连接由撑条构成的混合结构体系,其结构结构结构是新型的自均衡体系,是大范围的预应力空间结构体系,也是混合结构体系发展中比较顺利的构建。张弦梁结构体系非常简单,受力具体,结构形式多样,充分发挥拳法两种材料的优势,而且生产、运输、施工简单方便,因此有很好的应用前景。

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第0章张弦梁结构最初由日本大学的M.Saitoh教授明确提出,是区别于传统结构的新型混合动力房屋复盖系统。张弦梁结构是刚性构件开闭、柔性电缆、中间连接由撑条构成的混合结构体系,其结构结构结构是新型的自均衡体系,是大范围的预应力空间结构体系,也是混合结构体系发展中比较顺利的构建。张弦梁结构体系非常简单,受力具体,结构形式多样,充分发挥拳法两种材料的优势,而且生产、运输、施工简单方便,因此有很好的应用前景。

本文对张弦梁结构的分类、受力机理、张弦梁结构的形状分析,采用有限元分析总结了撑条数量、垂直人行比、低人行比、穹顶转动惯量、弦预应力等对张弦梁结构受力性能的影响,以及结构的稳定性分析1 .张弦梁结构的受力机理和分类1.1、张弦梁结构的受力机理现在,张弦梁结构的受力机理是通过使下弦线产生预应力来对开闭弯曲部件施加反弯曲,根据结构的载荷求出下最后的弯曲增加,但撑条是开闭弯曲部件一般来说,开闭的压曲部件使用拱形梁和桁架圆顶,从载荷到下圆顶的水平发动机受下限拉伸部件的约束,减少圆顶对支撑台的开销,增加滑动支撑台的水平偏移。由此可知,张弦梁结构充分发挥了高强度索的强力拉伸性能,提高了整体结构的受力性能,取长取短,协同工作,超越了自我均衡,充分发挥了各结构材料的作用。

因此,张弦梁结构充分发挥了索不可接受的性能,同时通过具备耐压弯曲性的桁架和圆顶,系统的刚性和稳定性得到了深入强化。另外,由于张弦梁结构是自均衡系统,因此承受结构的受力深度增加。施工中必要的分级产生实际拉伸力和分级读取时,张弦梁结构对承载结构的作用力可能会增加的最小限度。

1.2、张弦梁结构的分类张弦梁结构根据受力特征可以分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。平面张弦梁构造是指其构造部件位于同一平面内,在平面内受力较多的张弦梁构造。

平面张弦梁结构根据开关构件的形状可以分为直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字型张弦梁结构三种基本形式(图2 )。直梁型张弦梁结构主要用作楼板结构和小坡度屋顶结构,拱形张弦梁结构在开闭拱顶方面受力的好处仅限于大跨度屋顶结构,人字型张弦梁结构仅限于跨度小的双坡屋顶结构。

图1张弦梁结构旧名形式图2平面张弦梁结构空间张弦梁结构是以平面张弦梁结构为基本构成单位,由不同形式的空间配置构成的张弦梁结构。空间张弦梁结构主要有单向张弦梁结构、双向张弦梁结构、多向张弦梁结构、辐射式张弦梁结构。

(图3 )单向张弦梁构造因为设置了由横向支承索构成的空间受力系统,所以确保了平面外的稳定性,仅限于矩形平面的屋顶构造。双向张弦梁结构由于交叉平面张弦梁相互获得弹性受力,构成了交叉方向的空间受力系统,该结构仅限于矩形、圆形、椭圆形等多种平面屋顶结构。

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多方向张弦梁结构是平面张弦梁结构在多个方向上交叉配置的空间受力系统,仅限于圆形和多边形平面的屋顶结构。放射式张弦梁结构是在中央放射状地配置开关梁,在梁下设置支撑用环索连接的空间受力系统,仅限于圆形平面或椭圆形平面的屋顶结构。

图3的空间张弦梁结构2、张弦梁结构的形状分析2.1张弦梁结构的形态定义张弦梁结构如桥面结构等柔性结构,取决于张弦梁结构的加工、施工及受力特征。通常将其结构形态也定义为零状态、初始状态、载荷状态。零状态是电缆拉伸前的状态,实质上是构件加工和放样形态,一般也称为结构爆震状态。初始状态是电缆拉伸后附加结构的地方的形态,一般也称为预应力状态。

初始状态是建筑施工图中的具体结构外形。(包括可调整到以下)负荷状态是从外负荷在初始状态的构造上再次变形的大平衡状态。

如果张弦梁结构的开闭部件按照与初始形态等价的几何参数展开加工放样,则由于张拉索时开闭部件的刚性强,所以电缆的拉伸一定会引导撑条使开闭部件向下变形,拉伸完成后,结构开闭部件的形状会偏离初始形态, 因此,张弦梁结构开闭部件的加工放样一般需要考虑拉伸引起的变形的影响,这也是张弦梁结构必须展开形态定义的理由。2.2张弦梁结构的形状分析目前相关文献中寻找形状的方法不仅有张其林明确提出的反复法、文献中改进的反复法。I .逆迭代法的概要逆迭代法,既然设计图上的张弦梁几何尺寸是初始状态(预应力拉伸完成时的结构状态)的尺寸,就把该初始状态尺寸作为接近零的状态尺寸制作有限元模型,再加上预应力(预应力值拒绝设计) 然后,将接近该初始状态的几何尺寸和附图中可靠的初始状态的几何尺寸之差减少到原来的有限元模型的节点坐标,作为接近初始状态的新模型再次展开拉伸,反复递归直到初始状态和接近初始状态的坐标差足够小,成为初始状态由此,可以得到零状态的几何尺寸(施工者据此放样),同时可以得到初始状态的内力、应变,只需这样就可以完成形状查找作业。实践证明,只有展开次数少的递归,才能超过足够的形状计算精度。

II .改进的逆迭代法上述逆迭代法插入末端部索段,释放那里的橱柜上下弦的水平约束,将该索段的张力的水平分量作为外力分别向橱柜上下弦端部偏移,再进一步逆递归计算。这个处理方法可以计算出零状态的几何参数和初始状态的预应力,但在此基础上展开载荷状态的分析很难提高步伐。索断裂后的结构已经变化为静止结构,因此用该静止结构读取的分析似乎无法表现原来结构的受力特性。特别是这时,下弦索内力随着载荷的变化而变化,失去了原来的作用。

改良的逆反复法不是用力拉索段来构筑,而是在索段发生一定大小的初次碰撞现象,变形谈判后使该索段的内力与预期值相等,从而可以在此基础上展开研究问题在倒数承受外载荷后的分析。传统的预应力张弦梁结构力学性能研究不能考虑受力状态过渡的缺失。


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