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例题张弦结构分析M I D A S/G e n1例题2 例题10. 张弦结构分析概要此例题将介绍利用MIDAS/Gen做张弦结构分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
该例题的建模部分可以参见MIDAS/Gen语音资料的弧形网架建模动画，这里不再做介绍。
通过该例题希望用户能够了解做张弦结构分析的一般步骤和过程，重点是让用户了解在MIDAS/Gen中施加和调整索单元张拉力的方法、几何非线性分析的设置及如何对带有索单元的结构进行弹性反应谱分析。
张弦结构概述张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁，也可以是格构式桁架，据此对不同的张弦结构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与桁架或梁之间的受力比例进行必要调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了桁架或梁的内力分布（使桁架或梁中的内力分布趋于均匀）张弦结构的形态定义张弦结构像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦结构的加工，施工及受力特点，通常将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
（1）：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。
（2）：初始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。
（3）：荷载态荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
张弦桁架在MIDAS中的计算此例题的分类及各自的步骤如下:一、在工程中已知索单元初拉力的情况下，加其它荷载进行分析，求索单元的拉力变化及结构的变形。
例题4 张弦结构分析1例题张弦结构分析2 例题. 张弦结构分析概要此例题将介绍利用midas Gen做张弦结构分析的整个过程，以及查看分析结果的方法。
该例题的建模部分可以参见midas Gen初级培训的网架建模步骤，这里不再做介绍。
通过该例题希望用户能够了解做张弦结构分析的一般步骤和过程，重点是让用户了解在midas Gen中施加和调整索单元张拉力的方法、几何非线性分析的设置及如何对带有索单元的结构进行弹性反应谱分析。
张弦结构概述张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系。
张弦结构上弦刚性构件可以是实腹式梁，也可以是格构式桁架，据此对不同的张弦结构可称作张弦梁或张弦桁架。
本例题中介绍的模型使用张弦桁架。
张弦结构的特点张弦结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的桁架或梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。
对张弦结构中索施加一定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与桁架或梁之间的受力比例进行必要调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了桁架或梁的内力分布（使桁架或梁中的内力分布趋于均匀）张弦结构的形态定义张弦结构像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦结构的加工，施工及受力特点，通常将其结构形态定义为零状态、初始态和荷载态三种。
例题张弦结构分析（1）：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。
（2）：初始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。
（3）：荷载态荷载态是外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。
张弦桁架在midas中的计算此例题的分类及各自的步骤如下:一、已知索单元初拉力的情况下，求索单元的拉力变化及结构的变形。
论述张弦梁结构特点1.张弦梁的结构特征张弦梁结构的整体刚度贡献来自两个方面，抗弯构件截面和与拉索构成的几何形体，其是种介于刚性结构和柔性结构之间的半刚性结构。
它具有以下特征：1.1承载能力高。
张弦梁结构中索内施加的预应力可以控制刚性构件的弯矩大小和分布。
1.2使用荷载作用下的结构变形小。
张弦梁结构中的刚性构件与索形成整体刚度后，这一空间受力结构的刚度就远远大于单纯刚性构件的刚度，在同样的使用荷载作用下，张弦梁结构的变形比单纯刚性构件小得多。
1.3自平衡功能。
当刚性构件为拱时，将在支座处产生很大的水平推力。
索的引入可以平衡侧向力，从而减少对下部结构抗侧性能的要求，并使支座受力明确，比较容易设计与制作。
1.4结构稳定性强。
张弦梁结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的刚性构件而使体系的刚度和形状稳定性大为增强。
同时，若适当调整索、撑杆和刚性构件的相对位置，可保证张弦梁结构整体稳定性。
1.5建筑造型适应性强。
张弦梁结构中刚性构件的外形可以根据建筑功能和美观要求进行自由选择，而结构的受力特性不会受到影响。
1.6制作、运输、施工方便。
与网壳、网架等空间结构相比，张弦梁结构的构件和节点的种类、数量大大减少，这将极大地方便该类结构的制作、运输和施工。
此外，通过控制钢索的张拉力还可以消除部分施工误差，提高施工质量。
2.张弦梁结构的施工2.1张弦梁结构中索内预拉力的施加方法2.1.1花篮螺丝调节法是通过调节索在两个固定点间的长度来施加预拉力，一般用于施加较小预拉力的张弦梁结构。
2.1.2张拉钢索法是通过锚具和千斤顶直接张拉钢索以施加预拉力，一般有两端张拉和一端张拉两种方法。
两端张拉可以使预拉力沿索长的分布相对均匀，适用于跨度较大的结构。
2.1.3支承卸除法是利用结构自重或附加在结构上的配重来施加预拉力。
在结构安装后卸除支承，由于刚性结构的变形，将部分结构自重和配重传递给撑杆，通过撑杆对索施加拉力。
建筑结构三论文——从京北车站雨棚看结构功能实现以及建筑方案与结构方案的结合我所调研的建筑是位于西直门的京北车站站台钢结构大跨度雨棚。
该雨棚最大宽度115.5米，在该宽度上仅布两排钢柱，根据目测估计最大跨度应在70米左右。
雨棚整体为钢结构，内部为立体桁架，整体感觉十分轻盈、宏伟。
下面说说该方案的结构。
根据资料记载，该大跨度雨棚的结构学名为预应力张弦结构体系。
张弦结构是一种将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦悬索结合在一起形成自平衡的受力体系。
我们虽然没有学过张弦结构，但是我认为它就是这学期最后一次课上讲得悬索-桁架组合结构。
只是悬索-桁架组合结构常用在双曲面的大跨度屋面施工中。
这个车站雨棚的张弦结构则是悬索-桁架中的一榀。
可以清楚的看到上弦桁架，撑杆、下弦钢索三者形成了一榀屋架，资料记载这个建筑是有28榀这样的屋架并列安装形成的一个单曲面拱形结构。
京北车站雨棚的结构体系就是典型的张弦结构。
既然是组合结构，那我不妨把上弦的立体桁架和下弦的悬索分别分析一下。
雨棚上弦是拱形立体桁架，采用互成三角形的圆管相互交叉、支撑，用来承载屋顶恒荷载和雨雪等活荷载，是刚性受压构件。
这种结构的特点是轻盈，风阻小，刚度大，整体性强，结构稳定，可以适用于较大的跨度。
由于较小的风阻和较大的跨度适用，非常适合于车站建筑使用。
在一榀屋架的下弦，采用的是预应力悬索。
在大跨度结构中有单独应用悬索的，比如说悬索桥，目前已经实现了近2km的跨度。
这种架构的特点是自重轻，并且对高强钢的抗拉强度进行了最充足的利用，所以在相等的用钢量下，这种结构应该可以得到最大的承载力和跨度，非常经济。
但是单独应用悬索结构时稳定性差，所以才出现了悬索-桁架的组合结构。
在大跨度立体桁架结构中，上弦桁架的跨度很大，且在跨中铺设屋面板，承受近似均布的雨雪荷载，跨中有较大荷载存在。
所以跨度越大，跨中荷载就越大，为了防止压杆失稳，压杆直径就要随之增大，用钢量增加，结构自重增大，这样对结构的经济性不利。
张弦梁结构张弦梁结构最早是由日本大学M.Saitoh教授提出，是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。
张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种新型自平衡体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。
张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便，因此具有良好的应用前景。
张弦梁结构的受力机理目前，普遍认为张弦梁结构的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。
一般上弦的压弯构件采用拱梁或桁架拱，在荷载作用下拱的水平推力由下弦的抗拉构件承受，减轻拱对支座产生的负担，减少滑动支座的水平位移。
由此可见，张弦梁结构可充分发挥高强索的强抗拉性能改善整体结构受力性能，使压弯构件和抗拉构件取长补短，协同工作，达到自平衡，充分发挥了每种结构材料的作用。
所以，张弦梁结构在充分发挥索的受拉性能的同时，由于具有抗压抗弯能力的桁架或拱而使体系的刚度和稳定性大为加强。
并且由于张弦梁结构是一种自平衡体系，使得支撑结构的受力大为减少。
如果在施工过程中适当的分级施加预拉力和分级加载，将有可能使得张弦梁结构对支撑结构的作用力减少的最小限度。
张弦梁结构的分类张弦梁结构按受力特点可以分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。
平面张弦梁结构是指其结构构件位于同一平面内，且以平面内受力为主的张弦梁结构。
平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为三种基本形式：直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字型张弦梁结构。
直梁型张弦梁结构主要用于楼板结构和小坡度屋面结构，拱形张弦梁结构充分发挥了上弦拱得受力优势适用于大跨度的屋盖结构，人字型张弦梁结构适用于跨度较小的双坡屋盖结构。
空间张弦梁结构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所形成的张弦梁结构。
