基于张弦梁结构的找形与受力性能分析

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1、浙江大学硕士学位论文张弦梁结构的找形与受力性能分析姓名：吴祖咸申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：楼文娟20070501浙江火学硕士学位论文张弦梁结构的找形与受力性能分析摘要大跨度空间张弦梁结构是通过撑杆连接抗弯构件和抗拉构件，并通过在抗拉构件上施加预应力而形成的一种自平衡体系。张弦梁空间结构具有体系简单、受力明确、充分发挥刚柔两种材料优势的优点，因此张弦粱结构在国内外的应用越来越广泛。为了更好的应用张弦梁结构，本文采用几何非线性有限元方法建立分析模型，对大跨度张弦粱结构的找形和单、双向张弦梁结构受力性能进行

2、了理沦分析。本文主要工作包括以下内容：首先，对张弦梁结构中索的预应力引入方法进行了对比分析，采用了用等效降温法模拟下弦拉索的预应力。然后用等效降温法来完成张弦梁结构的找形分析，从而获得零状态几何放样和相应的初始态预应力分布。其次，对单榀张弦梁结构在撑杆数量、垂跨比、高跨比和预应力等参数变化时引起的结构位移和内力的变化进行了系统的研究，总结了变化规律。并且针对以往文献中关于高(垂)跨比对单向张弦梁结构弯矩影响的认识分歧，重新进行了数值分析和解析说明。最后，对双向张弦梁结构的整体受力性能进行了对比分析，并与单向张弦梁结

3、构进行了比较，发现双向张弦梁结构存在刚度分布不均匀、没有很好利用下部索杆体系的缺陷。本文还研究了双向张弦梁结构在荷载、垂跨比、高跨比和预应力等参数变化时引起的结构位移和内力的变化，总结了变化规律。关键词：张弦梁结构，预应力，几何非线性，找形，受力性能，参数分析浙江大学硕士学位论文张弦梁结构的找形与受力性能分析AbstractThelong—spanbeamstringstructure(BSS)isaself-equilibriumsystemwhichusingbarconnectingbendingresist

4、ancememberandtensionmemberandappliedpre—stressontensionmember．BSSwasappliedincreasinglyathomeandabroadbecauseitcanmakefulladvantageoftworigid—flexiblematerials’performance；itisclearinloadcarry／ngcapacityanditssystemissimple．InordertogetabetterapplicationofBSS，

5、thispaperusedgeometricnonlinearfiniteelementtobuildanalysismodel．Theformfindingofthelong-spanBSSandthemechanicalperformanceofsingle—directionmaddual—directionBSSwerestudiedsystemically．Themaincontentsofthispaperareasfollow：Atfirst，basedondiscussingtheintroduce

6、methodofthepre—stressincable，anewefficientmethodnamedequivalentdecreasingtemperaturemethodwasusedinthepaper．ThepaperusedequivalentdecreasingtemperaturemethodtosolvetheformfindingofBSS．Itcangettheinitialgeometryingeometryzerostateandthestressdistributionininiti

7、alequilibriumstatetoconstructBSS．Secondly,theeffectsofthenumberofbars，sag-spanratio，risespanratioandpre—stressofthestringonthemechanicsperformanceanddisplacementofsingle—directionBSSwerestudiedsystemicallyindetailinthispaper．Therearealsomanydisagreementswithth

8、einfluenceofrise—spanratio，sag—spanratioandthepre—stressofstringonthebendingofsingle—directionBSS，whichwerereviewedmorecomprehensivewithnumericalandtheoreticanalysisinthispaper．Fin