浅谈张弦结构在设计中的应用
摘要
张弦梁结构的整体刚度贡献来自于抗弯构件截面和拉索构成的几何形体两个方面,是一种介于刚性结构和柔性结构之间的半刚性结构。受力特征实际上相当于简支梁的受力特性,受力机理为通过在下弦拉索中施加预应力使上弦压弯构件产生反挠度,结构在荷载作用下的最终挠度得以减少,而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支撑,改善结构的受力性能。在张弦梁结构中,施加预应力的作用主要有两个:一是为了改善上弦构件的受力性能,减少上弦构件的弯矩;二是防止结构在使用期间由于某些荷载工况(主要是屋面风吸作用下)会克服恒荷载效应而使拉索受压退出工作。但预应力也不应过大,过高的预应力会使上弦构件的轴向压力增加,从而人为的加大上弦构件的负担,造成结构的不经济。根据张弦结构的施工和受力特点,其结构设计中涉及到荷载态各工况作用下的结构变形和构件内力分析;零状态结构加工放样形状分析;施工阶段结构吊装过程分析等问题.张弦梁结构体系自振周期长,脉动风响应比较大,属于风振敏感性结构。受风荷载作用时,由于自身刚度相对较弱,应注意结构在脉动风作用下风振效应影响。张弦梁结构中的索只能受拉,不能受压,因此,要特别注意在屋面风吸力荷载工况下的分析。风荷载作用下下弦拉索很容易松弛,而分析表明利用施加预张力的方法克服风荷载往往受到上弦承载力的限制,目前常用的措施有增加屋面恒荷载、增加抗风索等。