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例题 张弦结构分析 MIDAS/Gen MIDAS/Gen MIDAS/Gen 1 例题 例题10. 张弦结构分析 概要 此例题将介绍利用MIDAS/Gen做张弦结构分析的整个过程，以及查看分析结果的方 法。 该例题的建模部分可以参见MIDAS/Gen语音资料的弧形网架建模动画，这里不再做介 绍。通过该例题希望用户能够了解做张弦结构分析的一般步骤和过程，重点是让用户 了解在MIDAS/Gen中施加和调整索单元张拉力的方法、几何非线性分析的设置及如何 对带有索单元的结构进行弹性反应谱分析。 张弦结构概述 张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体 系，是一种大跨度预应力空间结构体系。 张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁，也可以是格构式桁架，据此对不同的张弦结 构可称作张弦梁或张弦桁架。本例题中介绍的模型使用张弦桁架。 张弦结构的特点 张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁 架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。 对张弦结构中索施加一定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与 桁架或梁之间的受力比例进行必要调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了桁架 或梁的内力分布 （使桁架或梁中的内力分布趋于均匀） 张弦结构的形态定义 张弦结构像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦结构的加工，施工及受力特点，通常 将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。 2 （1）：零状态 零状态是拉索张拉的前状态，实际上是指构件的加工和放样状态，通常也称结构放样 态。 当索张拉完毕后，结构上弦构件的形状将发生偏离，从而不能满足建筑的要求，因 此，张弦结构上弦构件的加工放样要考虑这种索张拉后带来的变形影响，这是张弦结 构要进行零状态定义的原因。 （2 ）：初始态 初始态是拉索张拉完毕后，结构安装就位的形态，通常也称预应力态。 初始态是建筑施工图中所明确的结构外形。 （3 ）：荷载态 荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。 张弦桁架在MIDAS 中的计算 此例题的分类及各自的步骤如下: 一、在工程中已知索单元初拉力的情况下，加其它荷载进行分析，求索单元的拉力变 化及结构的变形。 1. 打开建好的张弦桁架模型、输入其它荷载 2. 输入索单元的初拉力（即对索单元进行张拉） 3. 定义几何非线性分析控制数据 4. 运行结构分析 5. 查看结果 二、对带有索单元的结构进行反应谱分析 1. 打开建好的张弦桁架模型 2. 添加各类荷载、设定反应谱及工况 3. 使用小位移输入索单元的初拉力（即对索单元进行张拉） 4. 运行结构分析 5. 查看有关结果 3 例题 分析模型与荷载工况 本例题张弦桁架的几何形状、边界条件以及所使用的构件如图1所示。本例题的边界 条件设定为一端铰接，另一端为滑动支座。本例题中荷载只考虑自重、屋盖作用恒荷 载、活荷载、索的初拉力。(本例题数据仅供参考)