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大跨度张弦梁结构的重点是什么?

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提问人72824 - 泥土工 2级  举报  

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关键词: ,结构,几何

   
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回答人:10376255 - 泥土工 2级 - 提交时间:2015/3/21 23:53:00   我也要给他一个好评有用(0)  我要给他一个坏评没用(0)  举报

    虽然大跨张弦梁结构已经应用于诸多实际工程中,但是关于其理论和试验的系统研究尚鲜有涉足,并很少出现在可查的文献中。已有的研究包括:利用商用或自行体例的考虑几何非线性的剖析步骤,考察撑杆数目、矢跨比、梁弦刚度比、弦的预拉力和界限约束条件等参数对成形后的张弦梁结构性能的影响;对浦东国际机场候机楼张弦梁屋盖进行缩尺和足尺模型试验,比较全面地剖析了张弦梁结构在张拉阶段和使用阶段的受力性能;通过地动振动台模型试验,开端剖析了张弦梁结构屋盖系统在地动动下的反响特征。 
    (一)施工控制问题 
    张弦梁结构作为一种半刚性结构,其整体刚度由刚性构件截面尺寸和结构空间几何形体两方面配合组成,且具有整体刚度和几何形态与施工过程密切相关、结组成形前刚度较弱等特点,因而宜将张弦梁结构的施工阶段作为一个独立的过程进行详细剖析。 
    ⑴ 预拉力确定 
    索内引进预拉力的目的是形成须要的整体刚度并获得理想的几何位形。 
    首先,结构整体刚度务必包管:①张弦梁形成一个相对独立的结构,可以仅依靠结构支座支承其重量,此时索内拉力与结构自重互相平衡,To=Te;②索在任何外荷载作用下都不克松弛. 
    其次,为了获得理想的几何形体,务必控制To 的最大值。以浦东国际机场候机楼R2张弦梁屋架为例,张拉过程中,当张弦梁脱离临时支架后,每施加10KN的预拉力,张弦梁跨中顶部上拱50mm,且上拱速度逐步加快。张弦梁结构的上拱会发动支座的相对水平位移,即过多的上拱会影响结构的几何位形。张弦梁结构的上拱速率与刚性构件相对刚度和刚性构件的外形有关,刚性构件的相对刚度越大,曲率半径越大,上拱速度越小。 
    最后,最佳预拉力实在定在满足结构整体刚度和几何位形的前提下还要考虑其在使用过程中的性能,尽量减少刚性构件在使用荷载作用下的应力和结构的变形。 
    ⑵ 放样几何实在定
    张弦梁结构在成形过程中经历以下几种状态:①放样状态,此时所有构件内力均为0,亦称零状态,这个状态对应的几何参数就是工厂加工制作构件的依据;②位于放样状态和设计状态之间的过渡状态,对付在临时支架上张拉的张弦梁结构,该状态的受力为结构自重和索内预拉,张弦梁结构设计状态的几何条件一般是给定的。 
    ⑶ 施工方案的选择
    施工方案的选择除了考虑可以接纳的设备之外,还要考虑结构自身的特点以及在差别施工状态下可能出现的问题。施工方案选择主要是确定索内预拉力施加要领(花篮螺丝调理法、张拉钢索法或支承卸除法)、张拉位置(临时支架处或结构支座处)、张拉方案(一次张拉或分批张拉)以及安置要领(一次吊装、提升并滑移到结构支座)。 
    对张弦梁结构施工状态的剖析并选择施工方案是个纷乱的剖析决策过程,其纷乱性体现在结构形体、界限约束和荷载都随施工过程转变。 
    (二)结构稳定问题
    张弦梁的稳定问题有两类,一是结构中各结构构件,如上弦杆和撑杆的稳定问题;另一类是张弦梁作为一个整体结构的稳定问题。同其他钢结构杆件一样,张弦梁结构的上弦杆和撑杆受压时亦存在失稳问题。文献(30)对广州国际会展中心张弦梁结构的上弦杆的稳定问题进行了数值剖析,结果证明在使用荷载作用下,上弦杆不会出现失稳破坏。 
    在结构的整体稳定性方面,首先,在张拉过程中,结构尚未成形,整体刚度较弱,如果处理不当,可能出现弦杆结构的平面外失稳和平面内失稳。其次,成形后的张弦梁结构可以看做是一类特殊的“桁架”,张弦梁结构的上弦、撑杆和索分别是该“桁架”的上弦、腹杆和下弦,与一般桁架的差别主要在于用高强度钢索取代普通桁架的下弦。再次,张弦梁结构中由于引入了张紧的预应力索,其结构的整体稳定与刚性结构有所差别,调解索、撑杆和刚性构件的相对位置,可使张弦梁结构不产生整体失稳。 

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