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1、第13卷第3期空间结构Vol.13No.32007年9月SPATIALSTRUCTURESSep.2007一维张弦梁结构的稳定分析姜正荣,王仕统(华南理工大学土木工程系,广东广州510640)摘要:张弦梁结构由拱、撑杆和拉索组合而成,近年来在大跨度工程中得到了日益广泛的应用.其结构特点是索受拉、撑杆为受压二力杆、拱为压弯构件.本文结合已建实际工程,对一维张弦梁结构的拱和撑杆的稳定性能进行定性分析,并对风吸力作用下的稳定问题进行探讨,可供工程设计者参考.关键词:张弦梁结构;杂交结构;稳定分析;风吸力作用中图分类号:TU394文献标识码:A文章编号:1006-6578
2、(2007)03-0026-03StabilityanalysisofplanebeamstringstructureJIANGZheng-rong,WANGShi-tong(CivilEngineeringDepartment,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Beamstringstructure,composedofarches,strutsandcables,hasbeenwidelyusedinlarge-spanstructuresrecently,inwhi
3、chcablesaresubjectedtoaxialtension,strutsaresubjectedtocentralcom-pressionandarchesarebeam-columnmembers.Inthispaper,accordingtopracticalengineering,thesta-blebehaviorsofarchesandstrutsinplanebeamstringstructurehavebeenanalyzedqualitatively,aswellasthestabilityunderactionofwindsuction
4、force.Theconclusionsobtainedmaybeusefultodesigners.Keywords:beamstringstructure;hybridstructure;stabilityanalysis;actionofwindsuctionforce张弦梁结构(BeamStringStructure,简称行定性分析.BSS),首先由日本大学M.Saitoh教授在20世纪80将一维张弦梁按不同方式进行布置,可形成空[3]年代初提出,它得名于“弦通过撑杆对梁进行张拉”间张弦梁结构,即双向、多向、辐射式和弦支穹顶.[1]这一基本形式.张弦梁结构
5、由拱、撑杆和拉索杂交因张弦梁交叉布置,侧向约束比一维张弦梁加强,结而成,三者形成自平衡体系.张弦梁结构通过撑杆减构呈空间传力体系,但节点处理较复杂.小拱弯矩和挠度的同时,由弦抵消拱端推力,充分发挥拱形结构的受力优势和高强索的抗拉特性,从而1拱的侧向稳定实现大跨结构.由于张弦梁结构的高跨比一般取1/10,与一般梁式结构无异,因此,一维张弦梁结构的一维张弦梁结构中,拱的侧向刚度小,易出现平跨度不宜过大.面外失稳,因此需在各榀平行布置的张弦梁之间设钢结构设计一般受稳定控制,而非强度控制.文置纵向连接构件(StiffeningMember),从而形成一献[2]采用几何非线
6、性有限元法探讨了单榀张弦梁维张弦梁结构(图1).纵向连接构件为各榀一维张弦结构的平面内外稳定性,并通过对相关参数的改变,梁结构提供侧向支承点,屋面荷载由各榀一维张弦如垂跨比、高跨比、撑杆数目和拉索的预拉力等对结梁结构单向传递.纵向连接构件一般采用高强拉索,构稳定性能的影响进行了分析.本文结合已建工程并对其施加预应力,防止其松弛,以保证拱的侧向稳实践,对一维张弦梁结构的拱和撑杆的稳定性能进[4]定.收稿日期:2006-06-07.作者简介:姜正荣(1971—),男,江苏盐城人,讲师,博士研究生,主要从事大跨度空间结构研究.第3期姜正荣,等:一维张弦梁结构的稳定分析2
7、7和满布刚性支撑的做法值得研究.1997年建成的上海浦东国际机场候机楼是我[6]国首次采用的一维张弦梁结构,最大跨度82.6m,间距9m,结构剖面如图3(b)所示,实腹式拱由三根平行方管组成,中间主弦为400×600×18焊接方管,两侧副弦为300×300×6方管,由两个冷弯槽钢焊成,主副弦之间由短管相连.当拱受压翼缘的自由长度l1与梁宽b之比满足图1一维张弦梁结构[7]限值,可不验算整体稳定.由文献[6],最大跨度的[5]广州国际会展中心主展厅张弦梁屋盖,间距办票厅张弦梁屋盖R2,侧向水平交叉支撑的最大间15m,由5个单元组成,屋面结构布置如图2所示,采距l1=
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