改进悬臂型张弦梁结构理论分析及试验研究

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1、第31卷第11期2010年11月008建筑结构学报JournalofBuildingStructuresVol.31No.11Nov.2010文章编号:1000-6869(2010)11-0057-08改进悬臂型张弦梁结构理论分析及试验研究122杜文风，高博青，董石麟(1．河南大学土木建筑学院钢与空间结构研究所，河南开封475004;2．浙江大学土木工程系，浙江杭州310027)摘要:借鉴张弦梁结构(BSS)的构成原理，提出一种改进悬臂型张弦梁结构(CSS)，并进行了理论分析和试验研究。通过向上、向下荷载作用下的结构静力和几何非线性分析，

2、得知这种结构以承受轴力为主，并具有良好的稳定性和抵抗不对称荷载的能力。为验证这种新型结构的力学性能，设计了一个直径为5.4m的试验模型，并设计了支承部件、可调索杆、连接节点的制作方案，进而全面考察了索的初始预应力分布以及模型在满跨、半跨加载两种荷载工况下的静力响应。理论与试验研究结果表明，在这两种荷载工况下，模型的静力响应与理论分析结果基本吻合，改进悬臂型张弦梁结构(CSS)受力合理，是一种适于大跨悬臂屋盖的新型结构形式。关键词:悬臂型张弦梁结构;理论分析;模型设计;试验研究;受力性能中图分类号:TU393.3TU317.1文献标志码:A

3、Theoreticalandexperimentalstudyofanimprovedcantileverstringstructure122DUWenfeng，GAOBoqing，DONGShilin(1．InstituteofSteelandSpaceStructureinSchoolofCivilandArchitectureEngineering，HenanUniversity，Kaifeng475004，China;2．DepartmentofCivilEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzho

4、u310027，China)Abstract:Animprovedcantileverstringstructure(CSS)isproposedusingtheconstructionprincipleofbeamstringstructure(BSS)forreference．ItisshownbytheoreticalanalysisthatthemembersinCSSaremainlyaxialforcecomponentsandtheCSShasgoodperformancesofstabilityandresistingas

5、ymmetryloads．Toinvestigatethestructuralmechanicalbehavior，amodelwiththediameterof5.4misdesigned．Theschemesofsupportingparts，cableswithadjustablelengthandconnectionnodesarepresented．Thentheinitialpre-stressdistributionandthestaticresponsesofthemodelunderfull-spanloadandhal

6、f-spanloadareinvestigated．TheoreticandexperimentalresultsindicatethattheresponsesofCSSexperimentalmodelareconsistentwiththoseoftheoreticalanalysis．Thecantileverstringstructure(CSS)isanewtypestructurewithrationalload-resistperformancesforlargespancantileverroofstructures．K

7、eywords:cantileverstringstructure;theoreticalanalysis;modeldesign;experimentalstudy;load-bearingcapacity基金项目:国家自然科学基金项目(50478079)，河南省教育厅基金项目(2009A560002)。作者简介:杜文风(1981—)，男，吉林榆树人，工学博士，副教授。E-mail:dwf@henu.edu.cn收稿日期:2009年5月570引言张弦梁结构(BSS)是Saitoh和Kato于1994年提出的一种由索、杆、梁组成的结构体系

8、，适合于大跨［1-2］度结构，具有受力合理、自重轻、效率高等优点。图1张弦梁结构图2悬臂型张弦梁结构上海浦东国际机场航站楼、广州国际会展中心、哈尔Fig．1BeamstringFig．2Can