张弦梁找形与结构分析

张弦梁找形与结构分析和结构分析的一些成果。关键字：张弦梁；找形；结构分析；张弦梁（BeamStringstructure,BSS，是一种大跨度空间结构体系，是由上部刚性构件（一般为梁、拱、中间撑杆和下弦拉索中组成的一种自平衡体系。Figure1张弦梁结构示意图找形分析相关概念对于张弦梁找形问题，需要明确以下三种概念[2]：零状态几何：体系在无自重、无外荷载、无自内力的情况下的几何形态。其仅对上部结构梁单元构件的下料长度有意义，对下弦索和竖向压杆建议采用应力下料。0，即体系上部结构重力场作用下引起的变形和内力为最优。荷载态几何：体系在各种作用组合工况下的几何构形。找到零状态几何，然后再由此上前。张弦梁形状确定问题H确定竖杆下节点的竖向坐标。对水预应力模拟方式在张弦梁结构中，用有限元模拟预应力主要有三种方式[13]，如下：拉过程中，索力—位移曲线，但不能进行施工阶段的加载分析。应力张拉施工，无法完成实际工程中多次预应力张拉。,对张弦梁下弦的钢索进行降温使,[4]找形方法张弦梁找形，解决的是怎样从给定某个与拉力范围的初状态几何逆算出零状[9]目前，基于有限元软件的找形方法，主要有：逆迭代法、改进逆迭代法、改进逆迭代法的修正法、基于等效降温法模拟预应力的逆迭代法。当然，还有一些学者尝试通过数学计算来寻找的简便算法[3][5]。[9]，来阐述逆迭代法的（预应力张拉完毕时的结构状态）详细操作，可参照文章[9]。其缺陷在于预应力的模拟方法采用的是力模拟法，[10]提出了改进的逆迭代法。改进的逆迭代法修正法[8][8]中，提出改进逆迭代法的缺α整系数βαββ对速率的影响比αα与β2。Figure2改进迭代法的修正法[13]中，用温度代替了初应变施加预应力，这是最大的特色。其基本流程，可见图3。其在找形力（即温度T）一旦确定即之后的找形过程中便不再修改。但就如其上所说，其缺陷在于初状态后的计算存在温度差值得影响。Figure3等效降温法模拟预应力的逆迭代法流程图在此方法之外，文章[4]，提出单榀张弦梁结构找形的简便算法。文章[4]ZZ1、2和位移协调方程，得出上弦梁的弯矩M(x)函数，从而求解出挠度方程ω（x）,Z=Zω（xZ=Zω（x。从上述流程可看出，基本假定之中，必有索与10 1 20 2转折点，并不是连续的抛物线。文章[5]，提出了基于瑞利-里兹法的预应力张弦梁变形与内力分析。其着重于目前国内圆弧线形预应力张弦梁的解析解推导的空白而提出的。文章[5]的基ω𝑥=本思路如下：将位移函数假定为某种级数形式： 𝑛ω𝑥=𝑖=1

𝜔𝑖𝜓𝑖𝑥，𝜇𝑥=𝑛𝑖=1

𝜇𝑖𝜑𝑖𝑥 ;将结构的势能表示为待定级数𝜔𝑖和𝜇𝑖𝜔1，𝜔2，𝜔3…𝜇2，利用驻值原理

=0，∂Π=01， ∂𝜔𝑖

∂𝜇𝑖（𝑖=1,2,3,4…，n）求解此方程组即可推出结构的变形与内力。结构分析对于结构分析方面，由于个人时间限制，只草草介绍文章[6]、[7]、[12]之中的内容。文章[6]，尝试了对张弦梁式结构静力分析，分别考虑了下弦索德大垂度和构的初始应力H

计算公式为：𝐻=

𝑞𝑙

，其中q为结构自重、𝑓与𝑓分别为上0 0 81 2弦拱和下弦索的中央矢高、L结构的跨度。下弦索是否进行超张拉，这要根据张弦梁结构预起拱的需要而定，但一般应使下弦索保留一定的张力储备。文章[7]中，提出对于张弦梁结构力学性能研究应该区分零状态和初状态；位移应区分初始态位移和承受使用荷载作用下的位移（荷载态位移，并提出变形0文章[12]，论述了单向张弦梁和双向张弦梁的受力性能。由于双向张弦梁分析的角度和单向张弦梁相似，此处指简单说明单向张弦梁的受力性能。文中，从撑杆数目、预应力大小、垂跨比、高跨比和不同的荷载状态（全跨荷载和半跨荷载）的方面，分别对张弦梁受力性能的影响。大致为：撑杆能够对上弦梁提供弹M2总结本文较为粗糙的介绍了单向张弦梁的找形方法和一些结构分析上已有的成结构上的了解，便于在学习相关的内容时有一定的基础。参考文献武岳..[J].2013,I卷136-148..邓华.[J].,2011,17卷8-14.[J].2003,23卷(7):39-42.,[J].2015,17卷19-23..刘晟.薛伟辰.[J].,2009,15卷(1):49-54..[J].2001,7卷(2期39-53.杨睿.[J].2002:390-395.[J].2015,48卷115-121...APDL[J].山西建筑,2004,30卷(3期):20-21.._[J].2002,8卷(4期):29-35.[D].2012..[D].2007.[J].36卷(5):587-590.[14]M.Saitoh,etal.Studyonmechanicalcharacteristicsofalight-weightcomplexstructurecomposedofamembranceandabeamstringstructure[A].Spatial,LatticeandTensionStructures,Proc.OfIASSASCEInt.Symp.[C],1994,632-641.[15KATOShiro,NAKAZAWAShoji,MTSUEYasuo,etal.