张弦桁架

摘要： 张弦桁架设计参数较多且相互影响,常伴有较大的几何非线性变形,因此需要精确寻找结构形状及预拉力,以获得结构整体性能的优化结果。在MATLAB平台上利用多种群遗传算法,通过命令流调用SAP2000,在对结构优化的同时,实现"找形"及"找力";第一阶段寻找各类构件的截面,发现桁架弦杆截面的改变对整体优化结果影响较小,在此基础上进行第二阶段结构整体优化。通过对10组模型优化,发现最优矢高、垂度、桁架上弦截面高度、初始预拉力与跨度呈显著线性上升变化,腹杆间距基本保持不变,而撑杆数目则在6~13范围内变化;通过分析得到各最优设计参数与跨度的方程,发现变化范围越大的参数线性程度越高,说明该方法可用于一般张弦桁架的优化。

摘要： 在拉索失效等工况下,张弦桁架连续倒塌时主要破坏形式为压杆的受压屈曲和拉杆的受拉屈服。为考虑受压杆件的屈曲效应,目前分析研究一般采用将每根杆件划分为多个单元并施加初始几何缺陷的方法,分析效率低、耗时长。针对这一问题,在梁柱单元修正混合强化本构模型的基础上,结合梁柱单元非线性屈曲材料模型,提出了张弦桁架连续倒塌快速分析方法,并通过算例验证了材料模型的正确性。利用ANSYS/LS-DYNA编制了所提出材料模型的子程序,基于增量动力分析法,开展了张弦桁架在拉索失效工况下的连续倒塌分析。在此基础上,对三种加强方式的结构进行增量动力分析,研究了加强部分重要杆件对张弦桁架在拉索失效工况下抗连续倒塌能力的影响。开展了张弦桁架连续倒塌易损性研究,综合评估了张弦桁架抗连续倒塌能力。结果表明:快速分析方法比传统分析方法缩短计算耗时39.89%;在加强了部分跨中上弦杆、跨中下弦杆后,张弦桁架的极限承载力最多提高16.67%,达到两种形态所对应的荷载值也均有所提高;基于快速分析方法可有效评估张弦桁架的综合抗连续倒塌能力。

摘要： 普通张弦桁架结构由于其具有受力合理、自重轻、施工便捷等优点,已被广泛应用于许多实际工程中并取得了良好的经济效益,但由于该结构体系自重较轻,在强风地区遭受风揭破坏的现象也时有发生。为避免此类现象的出现,减少经济财产损失,充分发挥张弦桁架结构自身的特性,提高其安全性和适用性,设计了一种适用于张弦桁架结构体系的弹簧杆装置,利用该装置可实现结构体系抵抗强风和承受常规荷载,满足张弦桁架结构在强风地区的使用要求。为深入研究该装置对结构性能提升的影响程度,进一步探索弹簧杆对结构受力特性的影响规律,以某跨度为150 m、高度为45 m、长度为160 m的张弦桁架结构为研究对象,利用商业有限元软件MIDAS/Gen,分析了弹簧杆装置的刚度、布置位置及布置角度等参数对结构受力性能的影响。首先介绍弹簧杆装置设计概念及构造,详细阐述其组成部分及工作原理,并说明在有限元软件中模拟该装置的方法。随后分别取弹簧刚度为20,50,100,300 kN/mm,并将各个刚度的弹簧杆依次布设在张弦桁架的第一道、第二道和第三道次桁架下,计算在特定荷载组合下结构的最大位移、最大应力和最大索力。最后设置弹簧杆与地面的夹角分别为30°、45°、60°和90°,计算在风荷载控制荷载组合下结构的最大位移,并且分析了弹簧杆布置对结构动力性能的影响。研究结果表明:1)在“1.3恒+1.5活”荷载组合下,弹簧杆装置刚度为100 kN/mm且布置在第二道次桁架下时,结构的最大位移、最大应力和最大索力比相应普通张弦桁架结构的分别下降了60.12%、34.68%和32.13%,说明该装置对结构抵抗恒、活荷载的作用明显,并且很大程度地降低了结构的应力和索力的大小,可以减小结构体系的负担;但当弹簧刚度大于50 kN/mm时,该装置对结构性能的提升作用不再明显。2)在“1.3恒+1.05活+1.5风”荷载组合下,弹簧杆装置与地面的夹角为30°时,结构的最大位移降低了54.77%,表明弹簧杆可有效降低风荷载对结构的影响。3)从结构的自振频率来看,除第一周期外,布设该装置的张弦桁架结构均比普通张弦桁架结构的自振周期小,可见该装置能增大结构的刚度。

摘要： 普通张弦桁架结构由于其具有受力合理、自重轻、施工便捷等优点,已被广泛应用于许多实际工程中并取得了良好的经济效益,但由于该结构体系自重较轻,在强风地区遭受风揭破坏的现象也时有发生.为避免此类现象的出现,减少经济财产损失,充分发挥张弦桁架结构自身的特性,提高其安全性和适用性,设计了一种适用于张弦桁架结构体系的弹簧杆装置,利用该装置可实现结构体系抵抗强风和承受常规荷载,满足张弦桁架结构在强风地区的使用要求.为深入研究该装置对结构性能提升的影响程度,进一步探索弹簧杆对结构受力特性的影响规律,以某跨度为150 m、高度为45 m、长度为160 m的张弦桁架结构为研究对象,利用商业有限元软件MIDAS/Gen,分析了弹簧杆装置的刚度、布置位置及布置角度等参数对结构受力性能的影响.首先介绍弹簧杆装置设计概念及构造,详细阐述其组成部分及工作原理,并说明在有限元软件中模拟该装置的方法.随后分别取弹簧刚度为20,50,100,300 kN/mm,并将各个刚度的弹簧杆依次布设在张弦桁架的第一道、第二道和第三道次桁架下,计算在特定荷载组合下结构的最大位移、最大应力和最大索力.最后设置弹簧杆与地面的夹角分别为30°、45°、60°和90°,计算在风荷载控制荷载组合下结构的最大位移,并且分析了弹簧杆布置对结构动力性能的影响.研究结果表明:1)在"1.3恒+1.5活"荷载组合下,弹簧杆装置刚度为100 kN/mm且布置在第二道次桁架下时,结构的最大位移、最大应力和最大索力比相应普通张弦桁架结构的分别下降了60.12％、34.68％和32.13％,说明该装置对结构抵抗恒、活荷载的作用明显,并且很大程度地降低了结构的应力和索力的大小,可以减小结构体系的负担;但当弹簧刚度大于50 kN/mm时,该装置对结构性能的提升作用不再明显.2)在"1.3恒+1.05活+1.5风"荷载组合下,弹簧杆装置与地面的夹角为30°时,结构的最大位移降低了54.77％,表明弹簧杆可有效降低风荷载对结构的影响.3)从结构的自振频率来看,除第一周期外,布设该装置的张弦桁架结构均比普通张弦桁架结构的自振周期小,可见该装置能增大结构的刚度.

摘要： 对某跨度为124 m的预应力张弦桁架结构,研究山墙结构采用"上刚下铰""上弹下铰"和"上刚下刚"三种不同连接节点时的结构受力特性,通过MIDAS有限元分析软件进行内力分析,得出在三种山墙结构型式下结构的内力分布、柱脚反力以及整体位移的变化规律.

摘要： 某钢铁集团原料场封闭料棚项目为超大跨预应力管桁架结构,采用高空拉索安装、分级张拉的方法完成大跨度预应力拉索安装.介绍施工及预应力张拉方案,分析拉索安装应用难点,详细阐述预应力拉索关键施工技术及预应力拉索过程控制技术.在该项目中,将预应力拉索安装工艺结合工程现场实际情况,灵活应用,合理改进.

摘要： 针对张弦桁架采用单损伤指标识别损伤位置易受到干扰甚至产生误判的问题,提出基于曲率模态差和模态柔度差曲率融合的损伤识别方法.基于D-S证据矩阵和加权平均两种数据融合准则,建立张弦桁架损伤识别的单次融合和两阶段融合识别流程.采用有限元软件ANSYS建立张弦桁架分析模型,利用减小构件截面积模拟弦杆损伤,分别采用非融合单损伤指标、单次数据融合和两阶段融合方法进行损伤识别分析.结果 表明:单损伤识别指标的抗干扰能力较低,尤其对支座附近下弦杆的识别效果差;基于数据融合的损伤识别方法能够综合多种指标损伤识别结果,有效提高损伤位置识别的准确性;与加权平均数据融合准则相比,基于D-S证据矩阵准则的数据融合方法更能有效降低非损伤位置干扰,识别效果更好;两阶段融合方法效果优于单次融合方法,损伤位置的损伤概率愈发接近于1,非损伤位置的损伤概率愈发趋近于0.最后开展了一榀张弦桁架模型的损伤识别试验,通过试验验证了当所获取模态数据受到环境或测试噪声等因素影响下,文章提出的基于数据融合的损伤识别方法仍具有较好的鲁棒性,能够有效识别实际张弦桁架结构的损伤位置.但由于曲率模态差以及模态柔度差曲率难以识别损伤程度,因此文章方法仅能够提高损伤位置的识别精度.

摘要： 根据建筑效果的需求,上海某体育文化活动中心屋盖选用双向正交布置的张弦桁架结构,通过建立屋盖与下部混凝土结构的整体模型,分析了各工况的结构内力和变形,并利用ANSYS有限元软件对屋盖结构进行了极限承载力分析,结果表明屋盖结构具有良好的受力性能.

摘要： 张弦桁架结构在大跨空间结构中应用越来越广泛,如何确保此类结构的整体稳定性是钢结构领域面临的重要课题.首先以某185 m跨张弦桁架柱面煤棚为背景,分析了满跨活荷载、半跨活荷载和风荷载作用下不同初始缺陷对该结构整体稳定性能的影响,发现在该结构设计中,以理想结构的静力失稳模态作为结构的初始几何缺陷,比"一致缺陷模态法"对结构的整体稳定性有更显著的影响.再建立跨度为120,140,160,180,200 m的类似柱面张弦桁架模型并分别分析其整体稳定性.研究结果表明:此类张弦桁架结构对初始缺陷不敏感,静力失稳模态作为初始缺陷与一阶模态相比更加不利.

摘要： 本文采用考虑初始状态的全动力等效荷载瞬时卸载法对空间张弦桁架在单榀拉索失效下进行动力时程分析。令单榀拉索失效,观察其对桁架上弦杆受力的冲击作用。

摘要： 基于变换荷载路径法,选择下部拉索为关键构件,采用考虑结构初始状态的等效荷载卸载法模拟拉索失效,考察了张弦桁架结构在下部拉索失效后剩余结构的动力响应.提出了4种增设备用索的方案,利用ANSYS/LSDYNA软件,在不同荷载水平下,对4种方案的结构进行了连续性倒塌分析,并与传统张弦桁架进行对比.备用索的存在改变了传统张弦桁架的传力路径,提高了结构冗余度,改善了结构抗连续倒塌性能.

摘要： 新疆速滑馆钢结构屋面采用张弦桁架结构,张弦桁架最大跨度为118m,屋盖最大高度为32.83m.本文采用ANSYS软件对该结构施工过程进行了预应力仿真计算,通过找力分析确定拉索中的负温,使得结构达到自重初始态时索力达到设计索力.将动态的施工过程人为划分为几个特定阶段,通过找力分析模拟各施工过程索力,进行施工全过程分析.拉索长度随索力变化而变化,因此索长的确定要与特定的索力相对应.

摘要： 鄱阳湖模型试验研究基地模型试验大厅为单层110m大跨钢屋盖建筑.为改善常规张弦桁架平面外稳定性及建筑效果,采用一种全新的交叉张弦桁架结构形式.本文结合鄱阳湖模型试验大厅工程,重点阐述了交叉张弦桁架的深化设计、关键节点设计.本工程钢屋盖采用交叉张弦桁架结构，不仅建筑造型优美，结构轻巧优雅，受力明确，用钢量也很省。通过对项目关键节点的深化设计，合理应用，屋盖主体钢结构用钢量仅70k/m2。本文结合鄱阳湖模型试验大厅工程，重点阐述了交叉张弦桁架的深化设计、关键节点设计，为今后同类型的交叉张弦桁架项目提供了借鉴。

摘要： 根据某张弦桁架结构的特点,从深化设计至施工完成全过程,借助建筑信息模型技术,模拟分析不同阶段施工中可能会遇到的问题,从而避免张拉过程中的不利因素,达到一次施工到位的目的;将理论研究结果与实测数据进行了对比分析,最后总结了张弦桁架整个施工工程中的要点及注意事项.

摘要： 鄱阳湖模型试验大厅为单层110m单跨屋盖建筑,采用张弦桁架结构.为了改善常规张弦桁架平面外的稳定性及建筑效果,提出了交叉张弦桁架结构形式.本文重点阐述了大跨交叉张弦桁架体系的结构体系、关键节点及预应力施工过程,分析了交叉张弦桁架的整体稳定性及施工稳定性,同时总结了该类结构的一些设计特点.

摘要： 先利用ANSYS概率设计模块中蒙特卡罗拉丁超抽样方法研究分析了张弦桁架结构各设计参数及节点定位误差对频率的敏感性，再借助于MATLAB软件通过遗传神经网络方法对敏感性分析时提供的样本进行训练，获取频率与各误差间的非线性关系，从而进行单因素及多因素误差模型修正。研究表明所采用的修正方法对张弦桁架等预应力大跨结构的动力模型修正是有效和方便的。

摘要： 对张弦桁架设计过程中的若干问题进行了讨论,得出:增加张弦桁架的矢高或垂距可减小结构跨中的挠度及弯矩,但增加矢高会加大结构支座处的水平反力,加大风荷载作用下结构表面的风载体型系数,减小预拉力作用下结构跨中的反拱值及反向弯矩,因此建议在设计时首先考虑使用增加垂距的方法来改善张弦桁架的受力性能。在反对称荷载作用下,张弦桁架中的拉索及撑杆无法为桁架提供有效支承,对有可能遭遇反对称荷载作用的张弦桁架应重视结构在该工况下的分析设计.张弦桁架传力路径较为单一,杆件的屈服有可能致使结构实际的失稳情形与弹性稳定分析结果不符,对该类结构进行弹塑性稳定分析是有必要的。将张弦桁架中的拉索设计成并行双索的形式将有助于提高结构的抗连续倒塌能力.

摘要： 结合某展览馆张弦桁架结构实际工程,研究了张弦桁架结构拉索索力测试的多阶频率法。多阶频率法识别拉索索力时考虑结构整体参数,通过实测频率值和理论频率值的最小二乘计算。能够有效识别张弦桁架结构拉索索力,弥补了传统频率法的不足。

摘要： 本文对北京泰康健康管理研究中心一期工程入口采光项及幕墙支承结构的设计进行了深入探讨.由于建筑造型的要求,该采光顶张弦桁架与一般张弦桁架有很大区别,为了保证桁架的整体稳定,需要在上弦杆设置面外撑杆、竖腹杆与上弦杆刚接且要求竖腹杆截面的面外抗弯刚度大于面内刚度。此外,由于入口幕墙风荷载主要由采光顶边梁来承担,且该梁跨度达到36m,采用箱型宽扁梁截面可以满足其强度和变形要求.最后,由于下弦杆张拉力较大且竖腹杆与上弦杆刚接,必须设计合理的张拉施工方案,以保证结构安全.

摘要： 结合天津梅江会展中心工程,进行了张弦结构间不同支撑体系的方案比较.利用通用有限元软件ABAQUS对计算模型进行了计算分析,从静力稳定性、强震下的抗震性能以及防连续倒塌能力等方面,探讨了支撑体系对于张弦结构性能的影响,可为其他工程设计提供参考.

摘要： 本发明公开了一种张弦钢桁架分段滑移结构及施工方法，涉及张弦钢桁架施工技术领域。为了解决效率问题，该滑移结构包括两个固定安装于地面的长滑轨和通过圆钢支撑腿固定安装于地面的支撑台，所述支撑台的顶部外壁固定安装有三个短滑轨，所述支撑台的顶部固定安装有多个高空拼装胎架，其还包括多个固定安装于地面的“L”型架和通过方钢支撑腿固定于地面的地面组装台，该方法包括首先将首榀桁架分段在地面组装台上进行组装，随后将首榀桁架吊装至高空拼装胎架上进行拼接，拼接的同时进行第二榀桁架的组装。本发明多个桁架的组装、拼接、拉索张拉施工、相邻桁架水平固定等工序均可同时交叉进行，大大提高了施工的效率，缩短工期。

摘要： 本发明涉及一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，该张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统通过钢管混凝土梁柱、连接单元对张弦梁进行支撑，内部通过多个临时支撑架对张弦梁的中间结构进行支撑，从而提高张弦梁的稳定性。张弦梁的上弦包括第一上弦与第二上弦，第一上弦与第二上弦的结构相同设置，节约成本，提高安装效率。第一上弦与第二上弦均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置。第一上弦的中部与第二上弦的中部之间的距离最远，第一上弦的端部与第二上弦的端部之间的距离最近。上弦呈拱形设置可以提高跨径与净空，可以减少构件截面，节省砼量与钢筋用量，而且，施工简便，速度快，可以节省施工成本，缩短工期。

摘要： 本实用新型公开了一种张弦钢桁架分段滑移结构，涉及张弦钢桁架施工技术领域。为了解决效率问题，该滑移结构包括两个固定安装于地面的长滑轨和通过圆钢支撑腿固定安装于地面的支撑台，支撑台的顶部外壁固定安装有三个短滑轨，支撑台的顶部固定安装有多个高空拼装胎架，其还包括多个固定安装于地面的“L”型架和通过方钢支撑腿固定于地面的地面组装台，“L”型架、高空拼装胎架和地面组装台均采用方钢焊接而成，且“L”型架、高空拼装胎架与地面组装台均为矩形结构。本实用新型多个桁架的组装、拼接、拉索张拉施工、相邻桁架水平固定等工序均可同时交叉进行，大大提高了施工的效率，缩短工期。

摘要： 本实用新型公开了一种大跨度张弦管桁架预应力屋盖构造，其包括上部管桁架与下部拉索，以及布置在所述管桁架与所述拉索之间的竖向撑杆，所述拉索穿设在所述撑杆下端的贯通式锁夹中，且所述拉索的两端固定在所述管桁架弦杆两端的拉索耳板上。该结构体系轻巧安全，可在满足大跨度钢结构设计及施工规范要求的同时，最大程度的减少屋面用钢量，该结构体系具有很好的推广应用价值。

摘要： 本实用新型一种张弦交叉立体桁架系巨型网格结构及大跨度屋盖结构，网格结构和拉索支撑结构；所述网格结构包括多个横向拱形立体桁架和多个纵向立体桁架，多个横向拱形立体桁架和多个纵向立体桁架纵横交叉连接形成一系列的网格单元；所述拉索支撑结构由所有设置在相邻网格单元间的拉索支撑单元组成。本实用新型能够突破杆件大内力及压杆稳定与结构整体稳定的限制，增强结构刚度，实现结构超大跨，同时又能减少用钢量、降低工程造价，尤其适用于超大跨度屋盖。

摘要： 本发明公开了钢结构张弦桁架体系屋盖吊顶结构及其施工方法，包括张弦桁架机构与吊架机构，张弦桁架机构包括有多根钢柱，且每相邻两根钢柱上端之间固定连接有弧形架梁，吊架机构固定位于弧形架梁下方的相邻两根钢柱之间。本发明通过弧形架梁固定安装张弦桁架机构，并利用滑轮与卷收器设置具有牵引作用的钢索，利用钢索对吊架机构进行平稳的吊运；通过使单个吊柱在张弦桁架机构上进行预装位与安装位之间的调节，再利用可伸缩套装的上套板与限位板、下套板与限位套使得每相邻两根吊柱的固定连接；通过在相邻两根吊柱之间设置套装螺杆的一级梁板与二级梁板，并使得螺杆与横梁上的套筒活动连接，以保证吊架机构在张弦桁架机构上的稳定安装。

摘要： 本发明提供了一种大跨度屋盖的复合张弦桁架结构体系，所述复合张弦桁架结构体系包括上弦杆、下弦杆、下弦索、支座节点、若干个复合索夹节点、若干个撑杆，所述上弦杆通过撑杆与复合索夹节点固定相连，所述下弦杆、下弦索通过复合索夹节点固定相连，所述支座节点位于上弦杆两端，所述下弦杆两端均与支座节点相连，所述下弦索锚固于所述复合张弦桁架结构体系的两端。本发明采用复合索夹节点实现下弦杆、下弦索连接，形成下弦复合索杆体系，下弦索外露与下弦杆并排设置，结构紧凑，下弦复合索杆体系能有效增加结构体系的整体刚度，复合桁架结构矢高小，建筑室内效果好。

摘要： 本发明公开了一种张弦桁架体系拉索安装施工工艺，包括拉索放索、牵引设备固定安装、索夹安装和张拉施工，本发明确定了预应力过程的拉序、步骤、采用的机械设备、每拉预应力过程的张拉量值，同时控制结构的形状变化，因为结构的形状是与预应力分部相匹配。

摘要： 大跨度张弦梁或张弦桁架的下弦节点的紧固装置，由连接机构和固定机构组成。连接机构大端有连接台阶，小端有凹槽的锥形构件、7字形固定件和大半圆连接件构成，大半圆连接件夹置在凹槽中间，凹槽的两端分别由焊接连接在锥形构件上的，与凹槽吻合的7字形固定件把能绕圆心转动的大半圆连接件含住。固定机构是构成穿索孔的由沉头螺栓连接的上半球和下半球构成，上半球与大半圆连接件缺面焊接连接。本实用新型使用的紧固装置，可以更加简单、准确、有效的进行下弦节点紧固，并能防止拉索的偏心，有效的降低摩擦力，减少张拉力的损失，不会对拉索产生影响。由于采用实心球进行紧固，能有效防止在下弦拉索张拉时对紧固件的局部影响，防止紧固件受力屈曲。

摘要： 本实用新型公开了一种张弦桁架式双向钢筋桁架楼承板。本实用新型包括桁架网架、桁架底模、主支撑杆和第一支撑侧杆，桁架网架的应力较大或支撑力薄弱处的桁架主方向下弦杆作为需加强主方向下弦杆，需加强主方向下弦杆正下方的桁架底模下表面与主支撑杆的上端连接，主支撑杆主方向两侧的桁架底模下表面分别与两根第一支撑侧杆的上端连接，两根第一支撑侧杆的上端分别靠近需加强主方向下弦杆的两端设置，主支撑杆下端分别与两根第一支撑侧杆的下端连接，使得两根第一支撑侧杆之间呈夹角设置。本实用新型在施工过程中可表现出明显减小的桁架挠度及杆件应力，因张弦桁架承载能力较高，可在一定程度上减小桁架弦杆与腹杆截面尺寸，从而降低建筑成本。