20171123- MIDAS钢结构专题-张弦结构.pdf

MIDAS钢结构专题-张弦梁结构

金冬梅

jindm@

张弦结构的基础知识

张弦梁结构找形分析

张弦梁结构受力性能分析

张弦梁结构的基础知识

张弦梁的概念

张弦梁的分类

索结构的三种状态

张弦梁结构（BeamStringStructure，简称BSS）：

顾名思义，最初是由“将弦进行张拉，与梁组合”这一基本形式而得名。

梁

拉索

撑杆

用撑杆连接抗弯受压构件和抗拉构件，通过在抗拉构件上施加预应力，减轻压弯构件负担的自平衡体

系。

张弦梁结构分类

平面张弦梁结构是因结构构件位于同一平面内，并且主要为平面内受力的结构而得名

张拉直梁张拉拱张拉人字型拱

某弦支混凝土集成楼盖张拉拱大跨屋盖

张弦梁结构分类

空间张弦梁结构大多是以平面张弦梁结构为基本组成单元，通过不同形式的空间布置形成的以空

间受力为主的张弦梁结构。

单向张弦梁结构双向张弦梁结构

多向张弦梁结构辐射式张弦梁结构

索结构的刚性特征

索结构具有两个与传统结构不同的特点：

索结构中可以存在机构或瞬变自由度。

索结构本质上是一种非线性结构

基于UL坐标描述法推导得到的单元平衡方程为：

n

+∆u=n+1-n

0

应力非线性刚度

结构在组合荷

载作用下的线

性刚度

5

弹性模量：=2.06×10a

2

抗拉强度：=2.35×10a

索结构的三种力学状态

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。

索结构的三种力学状态

初状态：

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。

索结构的三种力学状态

荷载态：外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态

张弦梁结构的找形分析

逆迭代法

利用Civil进行结构找形

节线法

找形分析——

寻找初始态几何和内力；

图纸几何等于零状态几何（零状态已知）；

零状态张拉索自重作用下

初始态

找形分析的目标：寻找并确定预应力，保证结构在自

重预张力作用下结构的位移量为0。

方法一：Gen中逆迭代法

找性分析逆迭代法的基本思想——

①假设一零状态几何（通常第一步迭代就取初

始态的形