一种张拉整体矩形平面桁架结构

摘要

本发明公开了一种张拉整体矩形平面桁架结构，目前尚无外形为矩形的张拉整体平面桁架结构；本发明中张拉整体平面桁架结构由两种基本单元沿水平方向交替扩展组合而成，第一种基本单元在上下弦布置水平拉索，腹部斜向布置两根相互交叉成一定角度的压杆；第二种基本单元在上下弦布置水平压杆，腹部斜向布置两根相互交叉成一定角度的拉索；组成桁架的基本单元数应大于等于2，且在两端部增设竖向压杆或拉索，中间上下对应节点间不增设竖向构件；当一端端部上下节点均添加固定约束时，此端也可不增设腹部竖向压杆或拉索。所有节点为铰接点，所有拉索存在预拉力，所有压杆存在预压力，拉索的预拉力和压杆的预压力相互平衡。

说明书

技术领域

本发明涉及一种张拉整体结构，尤其涉及一种由两种基本单元组成的张拉整体矩形平面桁架结构。

背景技术

张拉整体结构是一种由受压的杆和受拉的索组成的预应力自平衡体系，该类结构的刚度由预应力提供，其节点位置与构件的连接关系必须满足预应力自平衡条件。张拉整体结构体系具有轻质、受力合理、形态可控、形式新颖等特点，是当前也是今后空间结构的发展方向之一，是结构工程领域中新结构、新材料和新工艺等高新技术的集中体现。

平面桁架结构是最常见的工程结构形式之一，有着广泛的工程应用，其应用领域包括建筑结构的屋盖、雨棚、楼面的主受力构件以及机械、航天系统的组件或承载构件。但传统平面桁架结构一般不事先指定构件的拉压属性、不采用预应力，其极限跨度和轻巧程度受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种张拉整体矩形平面桁架结构，预先设定了构件的拉压属性，并且在结构中引入了预应力，能够充分利用高强受拉构件(比如高强拉索)的材料强度，同时降低结构的自重，是一种新型的平面桁架结构体系，具有较高的工程应用前景，目前尚无类似的张拉整体矩形平面桁架结构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种张拉整体桁架结构，由两种基本单元沿水平方向交替组合而成。整个桁架体系的具体组成由以下参数唯一确定：基本单元数n、基本单元的长度l_i、基本单元的高度h。第一种基本单元A的下弦节点为a₁和a₂，上弦节点为a′₁和a′₂；节点a₁和a₂之间连接水平拉索a₁a₂，节点a′₁和a′₂之间连接水平拉索a′₁a′₂；节点a₁和a′₂之间连接腹部斜向压杆a₁a′₂，节点a₂和a′₁之间连接腹部斜向压杆a₂a′₁。第二种基本单元B的下弦节点为b₁和b₂，上弦节点为b′₁和b′₂；节点b₁和b₂之间连接水平压杆b₁b₂，节点b′₁和b′₂之间连接水平压杆b′₁b′₂；节点b₁和b′₂之间连接腹部斜向拉索b₁b′₂，节点b₂和b′₁之间连接腹部斜向拉索b₂b′₁。桁架结构的组成单元个数应大于等于2，且结构必须由A和B两种基本单元沿水平方向交替组合而成，此时在两端部增设腹部竖向构件，中间上下弦对应节点间不增设腹部竖向压杆或腹部竖向拉索。当一端端部上下节点均添加固定约束时，则此端也可以不增设腹部竖向拉索或腹部竖向压杆。

进一步地，当n≥2且n为偶数时，桁架由n/2个基本单元A和n/2个基本单元B依次交替组成；从左至右第i个组成单元，当i为奇数时，该单元为基本单元Ai，当i为偶数时，该单元为基本单元Bi。左端端部为基本单元A1，左端端部下弦节点为节点a₁，上弦节点为节点a′₁；顺次与其连接的第二个基本单元为基本单元B2，节点a₂和节点b₂重合(按左端节点a₂标注)，节点a′₂和节点b′₂重合(按左端节点a′₂标注)；顺次连接的第三个基本单元为基本单元A3，节点b₃和节点a₃重合(按左端节点b₃标注)，节点b′₃和节点a′₃重合(按左端节点b′₃标注)；右端端部第n个基本单元为基本单元Bn，节点a_n和节点b_n重合(按左端节点a_n标注)，节点a′_n和节点b′_n重合(按左端节点a′_n标注)；右端端部下弦节点为节点b_n+1，上弦节点为节点b′_n+1。节点a₁和a′₁之间增设腹部竖向拉索a₁a′₁，节点b_n+1和b′_n+1之间增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1，中间上下弦对应节点a_i和a′_i间不增设腹部竖向拉索，b_j和b′_j间不增设腹部竖向压杆。当节点a₁和a′₁均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向拉索a₁a′₁；当节点b_n+1和b′_n+1均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1。其余所有水平拉索、腹部斜向拉索、水平压杆、腹部斜向压杆的布置由各自基本单元构成决定，没有变化。

进一步地，当n≥3且n为奇数时，若左右两端部的基本组成单元为基本单元A，则结构由(n+1)/2个基本单元A及(n-1)/2个基本单元B组成；从左至右第i个组成单元，当i为奇数，该单元为基本单元Ai，当i为偶数时，该单元为基本单元Bi。左端端部为基本单元A1，左端端部下弦节点为节点a₁，上弦节点为节点a′₁；顺次与其连接的第二个基本单元为基本单元B2，节点a₂和节点b₂重合(按左端节点a₂标注)，节点a′₂和节点b′₂重合(按左端节点a′₂标注)；顺次连接的第三个基本单元为基本单元A3，节点b₃和节点a₃重合(按左端节点b₃标注)，节点b′₃和节点a′₃重合(按左端节点b′₃标注)；右端端部第n个基本单元为基本单元An，节点a_n和节点b_n重合(按左端节点b_n标注)，节点a′_n和节点b′_n重合(按左端节点b′_n标注)；右端端部下弦节点为节点a_n+1，上弦节点为节点a′_n+1。节点a₁和a′₁之间增设腹部竖向拉索a₁a′₁，节点a_n+1和a′_n+1之间增设腹部竖向拉索a_n+1a′_n+1，中间上下弦对应节点a_i和a′_i间不增设腹部竖向拉索，b_j和b′_j间不增设腹部竖向压杆。当节点a₁和a′₁均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向拉索a₁a′₁；当节点a_n+1和a′_n+1均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向拉索a_n+1a′_n+1。其余所有水平拉索、腹部斜向拉索、水平压杆、腹部斜向压杆的布置由各自基本单元构成决定，没有变化。

当左右两端部的基本组成单元为基本单元B时，结构由(n+1)/2个基本单元B及(n-1)/2个基本单元A组成；从左至右第i个组成单元，当i为奇数，该单元为基本单元B，当i为偶数时，该单元为基本单元A。左端端部为基本单元B1，左端端部下弦节点为节点b₁，上弦节点为节点b′₁；顺次与其连接的第二个基本单元为基本单元A2，节点b₂和节点a₂重合(按左端节点b₂标注)，节点b′₂和节点a′₂重合(按左端节点b′₂标注)；顺次连接的第三个基本单元为基本单元B3，节点a₃和节点b₃重合(按左端节点a₃标注)，节点a′₃和节点b′₃重合(按左端节点a′₃标注)；右端端部第n个基本单元为基本单元Bn，节点a_n和节点b_n重合(按左端节点a_n标注)，节点a′_n和节点b′_n重合(按左端节点a′_n标注)；右端端部下弦节点为节点b_n+1，上弦节点为节点b′_n+1。节点b₁和b′₁之间增设腹部竖向压杆b₁b′₁，节点b_n+1和b′_n+1之间增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1，中间上下弦对应节点a_i和a′_i间不增设腹部竖向拉索，b_j和b′_j间不增设腹部竖向压杆。当节点b₁和b′₁均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向压杆b₁b′₁；当节点b_n+1和b′_n+1均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1。所有水平拉索、腹部斜向拉索、水平压杆、腹部斜向压杆的布置由各自基本单元构成决定，没有变化。

进一步地，当n≥2，可依照需要，每一组成单元Ai及Bj长度可取不同一值l_i及l_j，单元高度必须取同一值h。第i个组成单元Ai中，水平拉索长度均为l_i，腹部斜向压杆长度均为第j个组成单元Bj中，水平压杆长度均为l_j，腹部斜向拉索长度均为腹部竖向拉索和腹部竖向压杆的长度均为h。结构整体长度为∑(l_i+l_j)，整体高度为h。

进一步地，当n≥2且左端端部第一个组成单元为A1时，A1单元内水平拉索的预拉力均为F_Ac1，腹部斜向压杆的预压力均为F_As1，当增设腹部竖向拉索时，其预拉力为F_Aca；与A1单元相连的为基本单元B2，B2单元内水平压杆的预压力均为F_Bs2，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bc2；则F_Ac1、F_As1、F_Bs2、F_Bc2及F_Aca满足以下关系：

F_Ac1＝-F_As1cosα₁

F_Aca＝-F_As1sinα₁

F_Bc2＝-(F_As1sinα₁)/sinα₂

F_Bs2＝-(F_As1cosα₁+F_Bc2cosα₂+F_Ac1)

tanα₁＝h/l₁，tanα₂＝h/l₂

与B2单元相连的为基本单元A3，A3单元内水平拉索的预拉力均为F_Ac3，腹部斜向压杆的预压力均为F_As3；则F_Bs2、F_Bc2、F_As3及F_Ac3满足以下关系：

F_As3＝-(F_Bc2sinα₂)/sinα₃

F_Ac3＝-(F_Bc2cosα₂+F_As3cosα₃+F_Bs2)

tanα₃＝h/l₃

以此类推，当i为奇数时，第i个组成单元Ai内，水平拉索的预拉力均为F_Aci，腹部斜向压杆的预压力均为F_Asi；与其相连的为单元Bj(j＝i+1)内，水平压杆的预压力均为F_Bsj，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bcj；则F_Aci、F_Asi、F_Bcj及F_Bsj满足以下关系：

F_Bcj＝-(F_Asisinα_i)/sinα_j

F_Bsj＝-(F_Asicosα_i+F_Bcjcosα_j+F_Aci)

tanα_i＝h/l_i；tanα_j＝h/l_j

当n≥2且左端端部第一个组成单元为B1时，B1单元内水平压杆的预压力均为F_Bs1，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bc1，当增设腹部竖向压杆时，其预压力为F_Bsa；与B1单元相连的为基本单元A2，A2单元内水平拉索的预拉力均为F_Ac2，腹部斜向压杆的预压力均为F_As2；则F_Bs1、F_Bc1、F_Bsa、F_Ac2及F_As2满足以下关系：

F_Bs1＝-F_Bc1cosα₁

F_Bsa＝-F_Bc1sinα₁

F_As2＝-(F_Bc1sinα₁)/sinα₂

F_Ac2＝-(F_Bc1cosα₁+F_As2cosα₂+F_Bs1)

tanα₁＝h/l₁，tanα₂＝h/l₂

与A2单元相连的为基本单元B3，B3单元内水平压杆的预压力均为F_Bs3，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bc3；则F_Ac2、F_As2、F_Bs3及F_Bc3满足以下关系：

F_Bc3＝-(F_As2sinα₂)/sinα₃

F_Bs3＝-(F_As2cosα₂+F_Bc3cosα₃+F_Ac2)

tanα₃＝h/l₃

以此类推，当i为奇数时，第i个组成单元Bi内，水平压杆的预压力均为F_Bsi，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bci；与其相连的为单元Aj(j＝i+1)内，水平拉索的预拉力均为F_Acj，腹部斜向压杆的预压力均为F_Asj；则F_Bsi、F_Bci、F_Asj及F_Acj满足以下关系：

F_Asj＝-(F_Bcisinα_i)/sinα_j

F_Acj＝-(F_Bcicosα_i+F_Asjcosα_j+F_Bsi)

tanα_i＝h/l_i；tanα_j＝h/l_j

进一步地，在无外荷载作用且忽略结构自重时，所有节点均位于其初始位置上，当受到外荷载作用时，张拉整体桁架体系通过改变构件的内力、调节节点的位置来抵抗外荷载的作用，但拉索始终处于受拉状态，压杆始终处于受压状态。

本发明的有益效果是，本发明中的张拉整体桁架体系由两种基本单元交替组合构成，可依照需求改变基本单元的个数及每个组成基本单元的长度和高度；当组成单元数为奇数且各组成单元长度相同时，整体结构左右对称，当组成单元数为偶数且各组成单元长度相同时，整体结构左右反对称。

附图说明

图1为本发明中张拉整体矩形平面桁架结构基本单元A的示意图，图中粗线表示压杆，细线表示拉索，基本单元长度为l_A,高度为h；

图2为本发明中张拉整体矩形平面桁架结构基本单元B的示意图，图中粗线表示压杆，细线表示拉索，基本单元长度为l_B,高度为h；

图3为本发明中当n＝3且两端部组成单元为基本单元A时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h；

图4为本发明中当n＝3且两端部组成单元为基本单元B时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h；

图5为本发明中当n＝4时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h；

图6为本发明中当n≥3且n为奇数，两端组成单元为基本单元A时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h；

图7为本发明中当n≥3且n为奇数，两端组成单元为基本单元B时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h；

图8为本发明中当n≥2且n为偶数时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h；

图9为本发明中当n≥2且n为偶数，一端端部上下两节点施加固定约束时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h；

图10为本发明中当n≥2且n为偶数，两端端部上下两节点均施加固定约束时，张拉整体矩形平面桁架结构的示意图；图中粗线表示压杆，细线表示拉索，各组成单元长度可按需求取不同值l_i，高度取同一值h。

具体实施方式

1、构件的连接关系与分类。如图1所示，第一种基本单元A的下弦节点为a₁和a₂，上弦节点为a′₁和a′₂；节点a₁和a₂之间连接水平拉索a₁a₂，节点a′₁和a′₂之间连接水平拉索a′₁a′₂；节点a₁和a′₂之间连接腹部斜向压杆a₁a′₂，节点a₂和a′₁之间连接腹部斜向压杆a₂a′₁。如图2所示，第二种基本单元B的下弦节点为b₁和b₂，上弦节点为b′₁和b′₂；节点b₁和b₂之间连接水平压杆b₁b₂，节点b′₁和b′₂之间连接水平压杆b′₁b′₂；节点b₁和b′₂之间连接腹部斜向拉索b₁b′₂，节点b₂和b′₁之间连接腹部斜向拉索b₂b′₁。

如图5、图8所示，当n≥2且n为偶数时，桁架由n/2个基本单元A和n/2个基本单元B依次交替组成；从左至右第i个组成单元，当i为奇数时，该单元为基本单元Ai，当i为偶数时，该单元为基本单元Bi。左端端部为基本单元A1，左端端部下弦节点为节点a₁，上弦节点为节点a′₁；顺次与其连接的第二个基本单元为基本单元B2，节点a₂和节点b₂重合(按左端节点a₂标注)，节点a′₂和节点b′₂重合(按左端节点a′₂标注)；顺次连接的第三个基本单元为基本单元A3，节点b₃和节点a₃重合(按左端节点b₃标注)，节点b′₃和节点a′₃重合(按左端节点b′₃标注)；右端端部第n个基本单元为基本单元Bn，节点a_n和节点b_n重合(按左端节点a_n标注)，节点a′_n和节点b′_n重合(按左端节点a′_n标注)；右端端部下弦节点为节点b_n+1，上弦节点为节点b′_n+1。节点a₁和a′₁之间增设腹部竖向拉索a₁a′₁，节点b_n+1和b′_n+1之间增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1，中间上下弦对应节点a_i和a′_i间不增设腹部竖向拉索，b_j和b′_j间不增设腹部竖向压杆。当节点a₁和a′₁均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向拉索a₁a′₁；当节点b_n+1和b′_n+1均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1，可参照图9、图10布置。其余所有水平拉索、腹部斜向拉索、水平压杆、腹部斜向压杆的布置由各自基本单元构成决定，没有变化。

如图3、图6所示，当n≥3且n为奇数，且左右两端部的基本组成单元为基本单元A时，结构由(n+1)/2个基本单元A及(n-1)/2个基本单元B组成；从左至右第i个组成单元，当i为奇数，该单元为基本单元Ai，当i为偶数时，该单元为基本单元Bi。左端端部为基本单元A1，左端端部下弦节点为节点a₁，上弦节点为节点a′₁；顺次与其连接的第二个基本单元为基本单元B2，节点a₂和节点b₂重合(按左端节点a₂标注)，节点a′₂和节点b′₂重合(按左端节点a′₂标注)；顺次连接的第三个基本单元为基本单元A3，节点b₃和节点a₃重合(按左端节点b₃标注)，节点b′₃和节点a′₃重合(按左端节点b′₃标注)；右端端部第n个基本单元为基本单元An，节点a_n和节点b_n重合(按左端节点b_n标注)，节点a′_n和节点b′_n重合(按左端节点b′_n标注)；右端端部下弦节点为节点a_n+1，上弦节点为节点a′_n+1。节点a₁和a′₁之间增设腹部竖向拉索a₁a′₁，节点a_n+1和a′_n+1之间增设腹部竖向拉索a_n+1a′_n+1，中间上下弦对应节点a_i和a′_i间不增设腹部竖向拉索，b_j和b′_j间不增设腹部竖向压杆。当节点a₁和a′₁均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向拉索a₁a′₁；当节点a_n+1和a′_n+1均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向拉索a_n+1a′_n+1。其余所有水平拉索、腹部斜向拉索、水平压杆、腹部斜向压杆的布置由各自基本单元构成决定，没有变化。

如图4、图7所示，当左右两端部的基本组成单元为基本单元B时，结构由(n+1)/2个基本单元B及(n-1)/2个基本单元A组成；从左至右第i个组成单元，当i为奇数，该单元为基本单元Bi，当i为偶数时，该单元为基本单元Ai。左端端部为基本单元B1，左端端部下弦节点为节点b₁，上弦节点为节点b′₁；顺次与其连接的第二个基本单元为基本单元A2，节点b₂和节点a₂重合(按左端节点b₂标注)，节点b′₂和节点a′₂重合(按左端节点b′₂标注)；顺次连接的第三个基本单元为基本单元B3，节点a₃和节点b₃重合(按左端节点a₃标注)，节点a′₃和节点b′₃重合(按左端节点a′₃标注)；右端端部第n个基本单元为基本单元Bn，节点a_n和节点b_n重合(按左端节点a_n标注)，节点a′_n和节点b′_n重合(按左端节点a′_n标注)；右端端部下弦节点为节点b_n+1，上弦节点为节点b′_n+1。节点b₁和b′₁之间增设腹部竖向压杆b₁b′₁，节点b_n+1和b′_n+1之间增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1，中间上下弦对应节点a_i和a′_i间不增设腹部竖向拉索，b_j和b′_j间不增设腹部竖向压杆。当节点b₁和b′₁均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向压杆b₁b′₁；当节点b_n+1和b′_n+1均添加固定约束时，可以不增设腹部竖向压杆b_n+1b′_n+1。其余所有水平拉索、腹部斜向拉索、水平压杆、腹部斜向压杆的布置由各自基本单元构成决定，没有变化。

2、构件的几何长度。当n≥2，可依照需要，每一组成单元Ai及Bj长度可取不同一值l_i及l_j，单元高度必须取同一值h。第i个组成单元Ai中，水平拉索长度均为l_i，腹部斜向压杆长度均为第j个组成单元Bj中，水平压杆长度均为l_j，腹部斜向拉索长度均为腹部竖向拉索和腹部竖向压杆的长度均为h。结构整体长度为∑(l_i+l_j)，整体高度为h。

3、构件的预拉(压)力。当n≥2且左端端部第一个组成单元为A1时，A1单元内水平拉索的预拉力均为F_Ac1，腹部斜向压杆的预压力均为F_As1，当增设腹部竖向拉索时，其预拉力为F_Aca；与A1单元相连的为基本单元B2，B2单元内水平压杆的预压力均为F_Bs2，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bc2；则F_Ac1、F_As1、F_Bs2、F_Bc2及F_Aca满足以下关系：

F_Ac1＝-F_As1cosα₁

F_Aca＝-F_As1sinα₁

F_Bc2＝-(F_As1sinα₁)/sinα₂

F_Bs2＝-(F_As1cosα₁+F_Bc2cosα₂+F_Ac1)

tanα₁＝h/l₁，tanα₂＝h/l₂

与B2单元相连的为基本单元A3，A3单元内水平拉索的预拉力均为F_Ac3，腹部斜向压杆的预压力均为F_As3；则F_Bs2、F_Bc2、F_As3及F_Ac3满足以下关系：

F_As3＝-(F_Bc2sinα₂)/sinα₃

F_Ac3＝-(F_Bc2cosα₂+F_As3cosα₃+F_Bs2)

tanα₃＝h/l₃

以此类推，当i为奇数时，第i个组成单元Ai内，水平拉索的预拉力均为F_Aci，腹部斜向压杆的预压力均为F_Asi；与其相连的为单元Bj(j＝i+1)内，水平压杆的预压力均为F_Bsj，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bcj；则F_Aci、F_Asi、F_Bcj及F_Bsj满足以下关系：

F_Bcj＝-(F_Asisinα_i)/sinα_j

F_Bsj＝-(F_Asicosα_i+F_Bcjcosα_j+F_Aci)

tanα_i＝h/l_i；tanα_j＝h/l_j

当n≥2且左端端部第一个组成单元为B1时，B1单元内水平压杆的预压力均为F_Bs1，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bc1，当增设腹部竖向压杆时，其预压力为F_Bsa；与B1单元相连的为基本单元A2，A2单元内水平拉索的预拉力均为F_Ac2，腹部斜向压杆的预压力均为F_As2；则F_Bs1、F_Bc1、F_Bsa、F_Ac2及F_As2满足以下关系：F_Bs1＝-F_Bc1cosα₁

F_Bsa＝-F_Bc1sinα₁

F_As2＝-(F_Bc1sinα₁)/sinα₂

F_Ac2＝-(F_Bc1cosα₁+F_As2cosα₂+F_Bs1)

tanα₁＝h/l₁，tanα₂＝h/l₂

与A2单元相连的为基本单元B3，B3单元内水平压杆的预压力均为F_Bs3，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bc3；则F_Ac2、F_As2、F_Bs3及F_Bc3满足以下关系：

F_Bc3＝-(F_As2sinα₂)/sinα₃

F_Bs3＝-(F_As2cosα₂+F_Bc3cosα₃+F_Ac2)

tanα₃＝h/l₃

以此类推，当i为奇数时，第i个组成单元Bi内，水平压杆的预压力均为F_Bsi，腹部斜向拉索的预拉力均为F_Bci；与其相连的为单元Aj(j＝i+1)内，水平拉索的预拉力均为F_Acj，腹部斜向压杆的预压力均为F_Asj；则F_Bsi、F_Bci、F_Asj及F_Acj满足以下关系：

F_Asj＝-(F_Bcisinα_i)/sinα_j

F_Acj＝*(F_Bcicosα_i+F_Asjcosα_j+F_Bsi)

tanα_i＝h/l_i；tanα_j＝h/l_j

4、结构的组装。将按下料长度加工好的构件，通过铰接节点按第1条中所描述的连接关系组装在一起，所有的拉索受拉，所有的压杆受压，整个结构处于自平衡状态。