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张弦梁结构的探讨_亚搏手机版app下载

张弦梁结构的探讨_亚搏手机版app下载

本文摘要:0章节 张弦梁结构最先是由日本大学M.Saitoh教授明确提出,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开合、柔性拉索、中间连以撑杆构成的混合结构体系,其结构构成是一种新型自均衡体系,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较为顺利的建构。张弦梁结构体系非常简单、受力具体、结构形式多样、充分发挥了拳法两种材料的优势,并且生产、运输、施工简捷便利,因此具备较好的应用于前景。

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0章节  张弦梁结构最先是由日本大学M.Saitoh教授明确提出,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开合、柔性拉索、中间连以撑杆构成的混合结构体系,其结构构成是一种新型自均衡体系,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较为顺利的建构。张弦梁结构体系非常简单、受力具体、结构形式多样、充分发挥了拳法两种材料的优势,并且生产、运输、施工简捷便利,因此具备较好的应用于前景。

  本文就张弦梁结构的分类,受力机理,张弦梁结构的去找状分析,用有限元分析总结了撑杆数目、垂跨比、低横跨比、拱顶的惯性矩、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。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  目前,普遍认为张弦梁结构的受力机理为通过在下弦拉索中产生预应力使开合压弯构件产生反挠度,结构在荷载起到下的最后挠度以求增加,而撑杆对开合的压弯构件获取弹性承托,提高结构的受力性能。一般开合的压弯构件使用拱梁或桁架拱顶,在荷载起到下拱顶的水平发动机由下弦的抗拉构件忍受,减低拱顶对支座产生的开销,增加滑动支座的水平偏移。由此可见,张弦梁结构可充分发挥高强索的强劲抗拉性能提高整体结构受力性能,使压弯构件和抗拉构件取长补短,协同工作,超过自均衡,充分发挥了每种结构材料的起到。

  所以,张弦梁结构在充分发挥索的不受纳性能的同时,由于具备抗压抗弯能力的桁架或拱顶而使体系的刚性和稳定性深感强化。并且由于张弦梁结构是一种自均衡体系,使得承托结构的受力深感增加。

如果在施工过程中必要的分级产生实拉力和分级读取,将有可能使得张弦梁结构对承托结构的作用力增加的最小限度。1.2、张弦梁结构的分类  张弦梁结构按受力特点可以分成平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。  平面张弦梁结构是所指其结构构件坐落于同一平面内,且以平面内受力居多的张弦梁结构。

平面张弦梁结构根据开合构件的形状可以分成三种基本形式:直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字型张弦梁结构,(如图2)。  直梁型张弦梁结构主要用作楼板结构和小坡度屋面结构,拱形张弦梁结构充分发挥了开合拱顶得受力优势限于于大跨度的屋盖结构,人字型张弦梁结构限于于跨度较小的双坡屋盖结构。图1张弦梁结构故名形式图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元,通过有所不同形式的空间布置所构成的张弦梁结构。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。

(如图3)  单向张弦梁结构由于设置了横向承托索构成的空间受力体系,确保了平面外的稳定性,限于于矩形平面的屋盖结构。双向张弦梁结构由于交叉平面张弦梁互相获取弹性承托,构成了交错向的空间受力体系,该结构限于于矩形、圆形、椭圆形等多种平面屋盖结构。

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多向张弦梁结构是平面张弦梁结构沿多个方向交叉布置而出的空间受力体系,该结构形式限于于圆形和多边形平面的屋盖结构。辐射式张弦梁结构是由中央按辐射状摆放开合梁,梁下设置撑杆用环向索而相连构成的空间受力体系,限于于圆形平面或椭圆形平面的屋盖结构。图3空间张弦梁结构2、张弦梁结构的去找状分析2.1张弦梁结构的形态定义张弦梁结构象桥面结构等柔性结构一样,根据张弦梁结构的加工、施工、及受力特点。一般来说也将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态。

  零状态,是拉索张拉前的状态,实质上是构件加工和放样形态,一般来说也叫结构敲样态。  初始态,是拉索张拉完后,结构加装所在之处的形态,一般来说也叫预应力状态。

初始态是建筑施工图中具体的结构外形。(还包括在可调起到下)  荷载态,是外荷载起到在初始态结构上再次发生变形后大平衡态。

   如果张弦梁结构的开合构件按照初始形态等价的几何参数展开加工放样,那么在张拉拉索时,由于开合构件刚性较强,拉索的张拉势必会引领撑杆使开合构件产生向下的变形,当张拉完后,结构开合构件的形状将背离初始形态,从而不符合建筑设计的拒绝。因此,张弦梁结构开合构件的加工放样一般来说要考虑到张拉产生的变形影响,这也是张弦梁结构必须展开形态定义的原因。2.2张弦梁结构去找状分析  目前有关文献中去找形的方法不外乎有张其林明确提出的逆迭代法、文献中改良的逆迭代法。

I.逆迭代法的概述  逆迭代法实质上是一种十分大自然的思路:既然设计蓝图上的张弦梁几何尺寸是初状态(预应力张拉完时结构的状态)的尺寸,那么就可以以此初状态尺寸为近似于零状态尺寸创建有限元模型,然后对其产生预应力(预应力值按设计拒绝)展开张拉,获得近似于初状态。然后将此近似于初状态的几何尺寸与设计图中确实的初状态的几何尺寸的差值偏移减少到原有限元模型的节点座标上,作为近似于初状态新的建模,并再度展开张拉,如此循环递归,直到近似于初状态与初状态的座标差值充足小,才可视此近似于初状态为初状态,而由之张拉而来的近似于零状态为拒绝的零状态。如此既可获得零状态几何尺寸(施工人员据此放样),又可获得初状态的内力、形变产于,从而已完成去找状工作。

实践证明,只需展开次数不多的递归,就可超过充足的去找状计算精度。II.改良的逆迭代法  上面提及的逆迭代法是将末端部索段插入,,获释该处屋架上下弦的水平约束,并将该索段的预拉力的水平分量作为外力分别偏移起到在屋架上下弦端部,进而一步步逆递归计算出来。这种处置方法固然可以算出零状态的几何参数和初始态预应力产于,但是如果要在此基础上之后展开荷载态的分析,则举步维艰。

因为索截断之后的结构早已转化成为静定结构,在这个静定结构上读取分析似乎无法体现原本结构的受力特性,尤其是此时下弦索内力已会再行随荷载的变化而变化,丧失了其原先的起到。  改良的逆迭代法,不是把索段用力张拉来构建,而是在索段中产生一定大小的初突发事件,使其在变形协商后该索段的内力相等预计值,通过这样的转变使得研究问题可以在此基础上倒数展开忍受外荷载起到下的分析。从而填补了以往预应力张弦梁结构的力学性能研究中没能考虑到受力状态转变的缺失。

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