关于大跨度建筑结构设计的分析

合集下载

大跨度建筑案例分析

大跨度建筑案例分析

2013年12月2日,国家大剧院壳体钢结构安装完成
·网壳结构
网壳是一种与平板网架类似的空间 杆件结构,系以杆件为基础,按照一 定规律组成网格,按壳体结构布置的 空间构架,它兼具杆系和壳体的性质。 其传力特点是通过壳内两个方向的拉 力,压力或剪力逐点传力。此结构是 一种有广阔发展空间的空间构件。
建筑师利用金属网的通透性,使简单厚 重的建筑结构在视觉上形成为多维空间,轻 盈简捷又不失空间的纵深感站在壳体的公共 空间内,人们可以看到弧形的金属网从高处 垂下,将歌剧院与壳体公共空间分隔开来隐 隐透出淡黄色人们可以透过金属网看到歌剧 院环廊内人们活动的场景,若隐若现,朦胧 而神秘,激发人们的好奇、想象和思索。建 筑师充分利用了金属网的特点来提升室内的 装饰效果。
大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属板覆盖,前后两侧有 两个类 似三角形的渐开式玻璃幕墙切面,整个建筑漂浮于人造 水面之上。
国家大剧院壳体结构呈半椭球型。 由顶环梁,梁架,斜撑和环向连系 杆件组成。其中顶环梁呈椭圆形,长轴 长约60米,短轴长约38米,由环形钢架, 箱形梁,以及H型钢焊接而成。梁架呈 中心对称辐射状布置。 连杆沿水平环向布置,上下里外共 82道,并采用铸钢连接件或套筒连接件 连接。
·结语
国家大剧院是世界上最大的剧院拥有世界上最大的穹顶,是世界上最深的建筑,拥有亚洲最大的管 风琴。整体简洁而富有美感,但又不乏活力,仿佛里面有股生命力向外爆发。堪称建筑奇观,同时又彰 显出北京这个古老的城市的现代风貌与活力。城市建筑不再关乎审美或情感,而是对社会秩序的解释, 建筑也总是超越功能的,是建筑的形式给人们以经验,赋予城市以结构。
大跨度建筑分析
Analysis of Long Span Construction

对大跨度建筑结构设计的研究

对大跨度建筑结构设计的研究

对大跨度建筑结构设计的研究【摘要】随着科技的不断发展,对建筑结构设计的要求越来越高,建筑空间结构作为建筑质量评价的标准之一,不仅要重视设计的美观性,还要充分考虑经济成本、结构受力等因素。

大跨度建筑在民用建筑、工业建筑中的运用越来越广泛,文中对大跨度建筑结构类型进行了相关分析,并探讨了主要的建筑结构设计要点,为以后确保大跨度建筑结构设计质量提供了参考质量。

【关键词】建筑结构;大跨度;结构类型;设计要点引言:大跨度建筑具备使用性能好、外形美观、结构多样化等特点,它是建筑空间结构技术的重要发展方向,对提高建筑质量有着重要意义。

目前,大跨度建筑主要包含了网架结构、网壳结构、薄壳结构、悬索结构及膜结构,该五种结构的形式特点有所差异,我们要加强结构设计的研究,在原本的建筑结构基础上,研发出更先进的结构形式。

下面我们首先来了解一下大跨度建筑结构的几种类型以及设计要点。

一、大跨度建筑结构类型的相关介绍大跨度建筑主要运用了网架结构、网壳结构、薄壳结构、悬索结构及膜结构五种,这五种结构的应用有所不同,下面我们分别来了解一下。

1.1、网架结构网架结构是一种常用的结构形式,工作人员按照一定的规律将杆件相互连接,形成网格结构,网格结构相互组合成为多层结构,也就是网架结构。

网架结构具有抗震性能佳、刚度大、不易变形、自重轻等特点,而且在施工过程中,比较容易操作,既能够达到一定的美观性,又能够大大提高施工效率,节约了大量的施工成本,在工业建筑、民用建筑中有着广泛的运用。

除此之外,网架结构又分为单层平面网架、单层曲面网架、空间平板网架等几种结构形式,其中单层平面网架由正方形网格组成,放置起来较方便,可正可斜放,在大型方形平面建筑中运用较多。

而单层曲面网架是在前者基础上的改善,将平面改成了曲面,刚度、结构跨度进一步提高。

空间平板网架行对来说强度大,而高度相对低些,能够充分满足建筑空间需求。

1.2、网壳结构网壳结构的原材料自重轻,结构厚度较小,截面尺寸较低,刚度性强。

大跨度建筑案例分析

大跨度建筑案例分析

大跨度建筑案例分析大跨度建筑是指横跨较大距离的建筑结构,通常用于体育馆、会展中心、机场等大型场馆。

这类建筑在设计和施工过程中面临诸多挑战,但也展现了人类工程技术的辉煌成就。

本文将通过分析几个大跨度建筑的案例,探讨其设计特点、施工工艺和结构特色。

首先,我们来看看鸟巢——北京国家体育场。

作为2008年北京奥运会的主要场馆之一,鸟巢采用了钢结构和外部网架相结合的设计,实现了悬臂梁和双曲面网架的完美结合,形成了独特的外观。

其大跨度结构采用了大跨度钢梁和索网结构,通过精密计算和施工工艺,实现了整体结构的稳定和坚固。

鸟巢的设计不仅满足了大型体育赛事的需求,同时也成为了北京的标志性建筑,展现了中国工程技术的雄心和实力。

其次,我们来看看迪拜世界贸易中心。

这座高达828米的超高层建筑,拥有世界上最大的悬臂结构,其大跨度悬臂楼板采用了高强度混凝土和钢筋混凝土结构,通过精密设计和施工工艺,实现了超高层建筑的稳定和安全。

迪拜世界贸易中心的设计突破了传统高层建筑的限制,展现了人类工程技术的创新和突破,成为了迪拜的城市地标和世界建筑的奇迹。

最后,我们来看看上海中心大厦。

这座高度632米的摩天大楼,采用了超大跨度的钢结构框架和外挂式钢结构天桥,实现了大跨度建筑的稳定和安全。

上海中心大厦的设计和施工充分考虑了风荷载、地震作用等外部力学因素,通过先进的结构分析和仿真技术,实现了建筑结构的优化和精准控制。

其独特的外形和大跨度结构,成为了上海的城市名片和世界建筑的典范。

综上所述,大跨度建筑在设计和施工过程中需要充分考虑结构稳定性、外部力学因素和施工工艺等多方面因素,通过精密计算和先进技术,实现了大跨度建筑的稳定、安全和美观。

这些案例不仅展现了人类工程技术的辉煌成就,同时也为未来大跨度建筑的设计和施工提供了宝贵的经验和借鉴。

相信在不久的将来,会有更多更壮丽的大跨度建筑出现在世界各地,为人类的城市和生活增添更多的美丽和活力。

大跨度厂房结构设计实例分析

大跨度厂房结构设计实例分析

大跨度厂房结构设计实例分析摘要:以大跨度单层工业厂房的实际工程为例,根据有关技术资料和现行规范要求,运用建筑结构专业设计软件,对该厂房进行排架和屋架结构二维平面分析。

考虑到跨度为60 m的特殊性,采用通用有限元分析方法对该厂房进行三维空间分析,结果表明:大跨度厂房需要考虑空间效应,支撑体系的承载力验算十分必要。

关键词:大跨度结构; 钢桁架; 单层工业厂房; 支撑体系; 构件承载力1 工程概况许多大尺寸零部件产品的制作加工,需要大跨度的厂房。

而大跨度结构的受力模式和结构体系的控制条件可能会有变化,会有一些特殊要求。

为了解大跨度工业建筑的结构特性,本文选用一个典型工程实例,通过分析计算得到了许多具有参考价值的结论。

本工程是单层工业厂房,建筑物总长243.28 m,宽78.74 m,建筑高度(屋面面层最低点至室外地面)14.550 m,总建筑面积20 566.04 m2,主体厂房1层(生活间3层)。

风力发电的叶片生产车间为3跨连续钢结构刚架,跨距为24,30,24 m。

每跨设有100 kN吊车多台,轨顶标高9.000 m;柱距7.5 m。

胶衣腻子车间为单跨钢排架结构,跨度为60 m,屋架宽翼缘H型钢桁架结构;吊车起重量200 kN,轨顶标高9.000 m;柱距6.0 m。

建筑物主体结构设计合理使用年限为50年,室内设计标高±0.000 m对应的绝对标高为834.000 m,车间部分室内外高差150 mm,建筑平面如图1所示。

图1 建筑平面本文以胶衣腻子车间为例,分析大跨度厂房设计问题。

屋面采用单层压型钢板防水保温屋面,坡度为5%,用于主体厂房,做法(由上到下):1)0.5 mm 厚(基板厚度)镀铝锌压型钢板本色板,360°直立锁缝构造;2)150 mm厚底面贴W38聚丙烯贴面离心玻璃棉;3)钢檩条。

厂房屋面圆拱形采光天窗采光板为不着色聚碳酸酯采光板(阳光板)。

2 荷载取值结构设计荷载条件:屋面恒载0.3 kN/m2;屋面活载0.3 kN/m2;吊车荷载100 kN梁式起重机;基本风压(重现期50年)0.6 kN/m2;基本雪压(重现期50年)0.3 kN/m2;抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g。

结构设计知识:大跨度拱桥结构的设计与分析

结构设计知识:大跨度拱桥结构的设计与分析

结构设计知识:大跨度拱桥结构的设计与分析大跨度拱桥是一种用于跨越较宽河流、峡谷或深谷的特殊桥梁结构。

它的设计和分析涉及到桥梁工程学、结构力学、土木工程和材料工程等多个学科。

本文将围绕大跨度拱桥的设计与分析展开,首先介绍大跨度拱桥的定义、特点和应用领域,然后从结构设计、荷载分析、材料选择和施工工艺等方面进行详细讨论。

一、大跨度拱桥的定义和特点大跨度拱桥是指主跨距离大于等于100米的拱形桥梁。

它通常用于跨越深谷、大型水体或复杂地形,能够提供较大的通行空间和承载能力。

相比于梁桥和悬索桥,大跨度拱桥具有以下特点:1.结构简洁:大跨度拱桥的结构主要由拱体和桥面组成,整体结构比较简单,便于制造和施工。

2.承载能力强:拱桥通过弧形结构将荷载分散到桥墩上,能够有效减少桥墩数量和减轻桥墩承载压力,从而提高桥梁的承载能力。

3.抗震性能好:拱形结构在受到外部力作用时能够将力传递到桥墩上,使桥梁整体受力均匀,具有较好的抗震性能。

4.美观实用:大跨度拱桥通常具有优美的造型和独特的桥梁风格,成为城市的地标建筑。

二、大跨度拱桥的设计1.结构形式选择:大跨度拱桥的结构形式可以分为单孔拱桥、多孔拱桥和连续拱桥。

在设计时需要根据实际情况选择合适的结构形式,考虑着力条件、地质条件和施工工艺等因素。

2.荷载分析:在设计大跨度拱桥时,需要进行各种荷载的分析,如自重、活载、风荷载、温度荷载和地震荷载等。

根据不同的荷载组合确定桥梁的设计荷载,进而确定桥梁的结构尺寸和材料。

3.桥墩设计:大跨度拱桥的桥墩是承受拱体和桥面荷载的重要结构部分,需要根据实际荷载条件和地质条件设计合理的桥墩形式和尺寸,以保证桥梁的稳定性和安全性。

4.梁体设计:拱桥的梁体是连接拱体和桥面的重要部分,需要根据荷载条件和结构形式设计合理的梁体形式和尺寸,确保梁体具有足够的刚度和强度。

5.材料选择:在大跨度拱桥的设计中,材料的选择是非常重要的。

通常拱体和桥面使用钢筋混凝土或钢结构,需要根据实际情况选择合适的材料,保证桥梁的耐久性和安全性。

分析大跨度建筑结构形式与设计

分析大跨度建筑结构形式与设计

分析大跨度建筑结构形式与设计随着我国社会主义市场经济的进步和发展,建筑事业在我国的地位越来越重要,建筑事业不仅能够推动我国经济事业的发展,同时还对提高我国国民的生活水平有着重要作用。

建筑工程与人们的生活、工作密切相关,因此建筑企业在建筑工程施工建设的过程中必须要保证其建设质量,确保建筑工程的安全性以及使用寿命。

大跨度建筑结构形式是建筑工程中常见的一种结构形式,其设计的好坏直接影响着建筑工程的整体质量,相关建筑企业必须要对其引起高度重视。

标签:大跨度;建筑结构;形式;设计大跨度建筑结构是指横向跨越60m以上空间的建筑结构,常用于体育馆、大会堂、影剧院、候车室、大跨度厂房、大型仓库、飞机装配车间等建筑工程中。

随着社会的发展,大跨度建筑的功能越来越多,形态也多种多样,这就要求在大跨度建筑结构设计时,必须要高度重视其设计质量,以此保证其功能的完整性以及使用的安全性。

目前常见的大跨度建筑结构形式有薄膜结构、网架结构、薄壳结构、悬索结构、网壳结构等,不同的结构形式其对设计的要求也一样,在设计中应该注意的问题也不尽相同,因此设计人员必须要对每种大跨度建筑结构形式详细了解。

本文主要从薄膜结构、网架结构、薄壳结构、悬索结构、网壳结构等几个方面对大跨度建筑结构形式与设计进行了分析。

一、大跨度建筑结构形式与设计(一)薄膜结构薄膜结构又称织物结构,它是上世纪五十年代逐渐发展起来的一种大跨度建筑结构形式,其主要构成材料是质量高、性能好的柔软织物。

通过薄膜内的空气压力或是利用柔性钢索、刚性支撑结构使薄膜产生一定的预张力,以此形成能够覆盖较大空间且具备一定刚度的建筑结构体系。

若以支撑方式对薄膜结构进行分类,可将其分为四类:第一类是空气膜结构,简而言之就是在建筑结构的内部充注空气。

屋面结构的拱度相对较低,其目的在于减小气压,在设计薄膜结构时往往需在建筑物的对角线方向设置交叉钢索,这对保证薄膜结构的稳定性有巨大作用。

气胀式的薄膜结构是指将膜材制成密封的圆形双层结构或是半圆形圆筒,再在其中充注空气,形成飞碟状和半轮胎状。

大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析

大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析

大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析引言大跨度建筑结构一直备受关注,其设计和施工面临的挑战较大。

而在大跨度结构设计中,三心圆柱面网壳结构因其独特的形式和优良的力学性能,在现代建筑中得以广泛应用。

本文将对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行探析,从形式特点、结构优势以及设计要点等方面展开详细阐述,旨在为相关领域的专业人员提供借鉴和参考。

一、三心圆柱面网壳结构的形式特点1.1 几何特征三心圆柱面网壳结构是由三个相邻的同心圆柱面组成,其中内、外两个圆柱面以相同轴线为几何中心,而中间的圆柱面则具有不同的轴线。

该结构以曲面形式呈现,其特征在于曲面的曲率和截面形状。

1.2 结构特点三心圆柱面网壳结构具有轻质、高刚度、高抗拉强度等特点,其受力性能优良,能够承受较大的荷载。

由于其曲面形式,使得结构具有良好的整体性和稳定性,能够满足大跨度结构的设计需求。

二、大跨度三心圆柱面网壳结构的结构优势2.1 节约材料三心圆柱面网壳结构的设计减少了材料的使用量,由于结构自重较轻,可以减少建筑所需的材料数量,节约成本。

2.2 建筑形式多样三心圆柱面网壳结构可以根据实际需求进行设计和调整,满足不同的建筑形式需求,具有较大的设计灵活性。

2.3 提高空间利用率该结构形式可在较大跨度范围内提供大空间,并且无需支撑柱或墙的辅助,提高了空间的利用率,适合用于大型活动场馆、体育馆等场所的设计建造。

三、大跨度三心圆柱面网壳结构的设计要点3.1 结构分析在设计大跨度三心圆柱面网壳结构时,首先需要进行结构的静力学和动力学分析,确定结构的受力性能和工作状态,并评估结构的整体稳定性,为后续的设计提供基础依据。

3.2 材料选用在材料选择方面,应考虑结构的自重和受力特点,选用轻型、高强度的材料,并且对材料的质量和工艺进行严格要求,确保结构的安全性和可靠性。

3.3 施工工艺对于大跨度结构的施工工艺需要有严格的控制和规范,包括材料运输、安装、焊接等环节的操作要求,避免施工过程中出现质量问题,确保结构的施工质量和安全性。

大跨度建筑钢结构设计分析

大跨度建筑钢结构设计分析

大跨度建筑钢结构设计分析摘要:新时期,建筑行业高速发展,在基建领域中,钢结构的施工较简便,在施工性能方面也占据一定的优势。

正是由于钢结构自身的特点,为整体钢结构工程的发展创造了基础。

对于大跨度钢结构的设计工作来说,整体的钢结构较复杂,施工周期较长,所以钢结构的设计存在一定的难度。

设计人员为了在合理的设计钢结构,应该提高自身的能力,加大钢结构的研究力度。

本文对大跨度建筑钢结构设计进行分析研究。

关键词:钢结构;大跨度;构件设计;节点设计一、大跨度建筑钢结构设计方法(一)选取计算模型在进行大跨度钢结构设计时,要有准确的计算模型,计算模型的精确度关系到最终的设计效果与质量,因此在设计时不能将计算模型随意简化,要尽量根据建筑图建立合理的计算模型,提高模型精度,以保证最终的设计质量。

在进行设计时,要注意次构件的设计合理性,次构件对整个结构也有很大影响,所以在设计次构件时必须考虑性能、安全、质量与经济,在保证结构性能的基础上尽可能节约大跨度钢结构材料,降低工程造价。

(二)节点构造设计大跨度钢结构构件多,构件之间的连接比较复杂多变。

设计节点构造时,需先确定构件连接方式、构件截面尺寸、大跨度钢结构受力情况等,综合这些因素科学选择最为合适的节点构造形式。

在选择好节点构造形式后,需将相关的数据代入模型进行计算,以保证整个结构受力合理,大跨度钢结构体系安全稳定。

(三)稳定性设计在进行大跨度钢结构设计时,也必须注重稳定性设计,包括大跨度钢结构构件局部的稳定性设计、完整构件的稳定性设计及整体结构体系的稳定设计等。

(四)刚度控制研究表明,大多数钢结构的构件截面主要由整体刚度条件决定,强度条件与稳定条件决定性次之。

所以,在进行大跨度钢结构设计时,要先从整体刚度出发,对整个结构进行详细分析与精密计算,对整个结构的刚度进行控制,确保整体结构安全稳定。

二、大跨度钢结构设计要点(一)结构构件体系在实际设计和优化的过程中,应该仔细检查钢结构是否出现压弯的情况,应该从根本上提高整体的安全性,相关设计人员应该仔细观察软件构件的发展情况,通过软件的共建数据来实现系统的正常运行。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

关于大跨度建筑结构设计的分析
摘要:本文作者论述了大跨度建筑结构设计的方法,供广大同行参考。

关键词:大跨度建筑;结构设计
abstract: in this paper, the author discusses the large span building structure design method, for the vast number reference.
key words: large span building; structure design
中图分类号:tu7文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)随着现代建筑事业的快速发展和建筑物使用功能要求的不断提高,现在的建筑物结构跨度越来越大。

预应力钢结构因其良好的受力性能和广阔的应用前景已经越来越得到人们重视。

1 预应力对柱支承球面扁网壳稳定的作用
钢扁网壳很多采用柱作支承。

当柱间跨度较大时,为控制结构在竖向荷载作用下的变形和减小扁网壳支座的水平推力,一般采取以下措施:
1.1 设置较大的钢或钢筋混凝土边缘构件(边梁、边桁架);
1.2 在外加边缘构件的体内或体外施加预应力,以协调扁网壳与边缘构件的变形,减小边缘构件的断面尺寸;
1.3 沿扁网壳周边拉力环域施加适当预应力,为了简单有时也直接在扁网壳相邻支座之间布索。

相对而言第3种方法比较经济。

对预应力扁网壳结构的分析,以前都采用线弹性方法。

但在某体育
馆的结构设计中,其屋盖为8柱支承周边悬挑的预应力球面扁网壳。

通过比较,表明预应力的施加能够有效控制结构的变形,并降低用钢量。

2 张力松弛法在预应力空间结构中的应用
张力松弛法是针对预应力空间网格结构设计与施工张力控制值计算问题而研究出的一种力学分析方法。

这种方法不仅能计算索的张力施工控制值,而且能计算结构中所有构件在张拉施工任一阶段时的内力、节点变位。

当采用分组分批张拉施工方法时,每批索只要一次张拉到计算所得的张力施工控制值即可,当最后一批索张拉完毕,所有组索的实际内力将达到它们各自的张力设计值。

这样,目前通常所采用的分阶段分组分批张拉,逐阶段张力调整的施工方法将得以改善,张拉施工的工作效率将大大提高,施工成本大大降低。

2.1 张力松弛法解决的问题
2.1.1 计算结构中各构件在索张拉施工每一阶段时的实际内力,包括在索张拉全部完成时各构件的最终实际内力;(过程内力计算)
2.1.2 依据索张力设计值,根据张拉的实际情况,计算张拉各阶段中索的张力施工控制值,以使张拉工作全部完成时,各组索的实际内力恰好等于其张力设计值;(以结果内力为目标反推算过程内力)
2.1.3 用于预应力空间结构设计,进行合理布索与结构优化分
析。

2.2预应力空间结构的主要优点及注意问题
预应力空间结构的主要优点在于增加结构的整体刚度和提高结构的承载力;减轻结构的重量;优化结构的空间利用并使结构更美观。

结构中的索若采用整体张拉方法则施工费用相当高昂;若采用分组分批张拉、逐步调整张力的施工方法,工艺简单且易于操作,但施工的张力调整工作相当麻烦费时且费用亦较高且必须考虑以下问题:
2.2.1 分批张拉时,后批索张拉必然会造成前面所有批索实际张力发生改变,这种变化既不是纯粹的递增关系也不是纯粹的递减关系,但这种变化并不是没有规律的。

2.2.2 当最后一批索张拉完毕时,除最后一批索外,所有的索的实际内力值均不是施工时的张力控制值,即:几乎所有的索由于张拉施工的原因,其初始内力都发生了变化。

2.2.3 预应力空间结构中有许多与刚性构件相连接的索,这些索分成若干个组,其中每组索包含同时张拉施工的索,各组索的划分应根据结构索的分布情况以及施工的实际情况而定。

2.3 关于使用张力松弛法的结论:
2.3.1 张力松弛法主要应用于带有施加预应力加强索的空间结构受力分析,可应用于张力施工控制值的计算,也可应用于张拉施工过程各阶段中各索及杆件的实际内力值的计算。

同时,还能计算结构中所有构件在张拉施工任一阶段时的内力与节点变位。

2.3.2 各组索的张力施工控制值均是针对某一特定张拉施工顺序的,施工时的张拉顺序不同,则计算所得的张力施工控制值也不同。

本方法的计算结果应用于分组分批张拉施工时,必须按照计算时设定的施工张拉顺序进行,否则最后的结果是错误的。

每批索只要一次张拉到计算所得的相应的张力施工控制值即可,当最后一批索张拉完毕,所有组索的实际内力将达到它们各自的张力设计值。

2.3.3 该方法还可用于预应力空间结构设计,进行合理布索与结构优化分析。

2.3.4 张力松弛法是一种实用的、非常高效率的分析方法。

2.3.5 张力松弛法可以推广应用到任何形状的预应力空间网格结构,无论结构中各根索的张力设计值相同或不相同。

3 张弦梁结构中的预应力作用
张弦梁结构是通过撑杆连接梁(拱)和索而形成的一种新型杂交结构形式,通过对下弦索施加预应力可以使结构形成整体共同参加工作。

下弦索的预应力,通过撑杆使梁产生与使用荷载作用时相反的位移,从而部分抵消了外荷载的作用;联系索与梁之间的撑杆对于上弦梁起到了弹性支撑的作用,可以减小上弦梁的弯矩;同时,下弦索负担外荷载对上弦梁产生的外推力,从而不会对边缘构件产生水平推力,整体结构形成自平衡体系。

通常认为随着预应力的增大,结构的变形将减小;已有的一些对张弦梁结构的研究工作也得出类似结论,认为增大预应力可以有效的减小变形和上弦梁的正应力,有益于结构性能的改善。

但是,
分析该结构,必须区分其在施加预应力前后的状态,即零状态和初始态,本文定义零状态为体系在无自重、无预应力作用时的放样状态;初始态为体系在自重和预应力作用下的自平衡状态。

为求解零状态几何参数和初始态预应力分布提出了逆迭代法,但是无法在此基础上连续进行承受外荷载作用下的分析。

因而以往的一些对张弦梁结构力学性能的研究并未区分这两种状态,同时对预应力张拉过程中的位移(初始态位移)和承受使用荷载作用下的位移(荷载态位移)也未区分,这就可能造成对该结构力学性能的误识。

可以说,预应力的增大对于张弦梁结构位移的影响是很小的,尤其对竖向位移而言,更是微乎其微;在大跨度的情况下,由于仅仅依靠上弦梁的刚度是不足以抵抗结构自重和外荷载的,所以要通过预应力这个媒介,使梁、索、杆形成整体参与工作,从而使结构的整体刚度大大增加;但是单就预应力本身来讲,它的增大导致所有内力项都增大,但并不能有效地增加结构的刚度,所以预应力所起的作用主要就是使屋架形成整体结构。

就预应力对张弦梁结构内力的影响来看,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项弯矩的影响尤为显著,这是不利于结构受力性能的改善的。

所以,在实际工程中预应力的取值必须合理,该取值范围应当是在使结构形成整体的时候,初始态至荷载状态的过程中,应尽可能地减小上弦梁的弯矩和轴力。

4 大跨度预应力张弦钢管桁架的应用
张弦梁结构是最近几年发展起来的一种新型的大跨度钢结构,随着现代建筑美学的发展和使用功能的要求,现在的结构物跨度越来越大。

对于大跨度或较大跨度的结构物大多采用钢结构,当然也有用“膜”完成的,但充气膜由于一些缺点近年来很少用,张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。

大跨度钢结构多用于多功能体育场馆、会议展览中心、博览馆、候机厅、飞机库等。

预应力钢结构因其良好的受力性能和广阔的应用前景已经越来越得到人们重视。

张弦梁结构由弦、撑杆和压弯构件组合而成的新型自平衡体系。

它充分利用高强索的强抗拉性改善了整体结构受力性能,成为受力合理、制造运输方便、施工简单的自平衡体系,是具有良好应用价值和前景的新型结构形式。

5 结束语
本文论述了充分利用高强索的强抗拉性改善了整体结构受力性能,成为受力合理、制造运输方便、施工简单的自平衡体系,是具有良好应用价值和前景的新型结构形式。

参考文献:
[1] 吴大炜. 高层建筑的结构优化设计研究[j]. 四川建筑科
学研究, 2006,(04)
[2] 沈芳. 高层建筑结构设计中应注意的几个问题[j]. 科技
资讯, 2007,(21)
[3] 白洁. 浅谈高层建筑结构的转换层[j]. 山西建筑, 2007,(15)
[4] 池家祥. 高层建筑结构分析的广义有限条法[j]. 长安大
学学报(建筑与环境科学版), 1988,(02)
[5] 孟宪斌. 结构设计存在问题初探[j]. 林业科技情报,2002,(01)
[6] 苏英,闫俊英. 高层建筑结构的概念设计[j]. 中华建设,2006,(03)。

相关文档
最新文档