张弦桁架介绍

国家体育馆双向张弦桁架结构的施工过程分析研究的开题报告一、选题背景国家体育馆是北京市的标志性建筑物之一，也是2008年北京奥运会的场馆之一。

该馆的双向张弦桁架结构是该建筑物的特色之一，该结构采用钢材制造，并具有轻质、高强度、刚性强等特点，大大提高了该建筑的抗震性能。

目前，在国内外同类型大型体育场馆建筑领域，采用双向张弦桁架结构的建筑物已经越来越多。

因此，对双向张弦桁架结构施工过程的分析和研究，将对该类型建筑物的施工和管理工作起到重要的指导作用。

二、研究目的本文旨在分析国家体育馆双向张弦桁架结构的施工过程；研究其重点施工技术、施工难点解决方案及进度控制方式，进一步完善该类型建筑物的施工技术，为该类型建筑物的后续施工提供重要的指导意义。

三、研究内容及方法1.分析双向张弦桁架结构的特点和施工难点，归纳施工技术和要点。

2.通过查阅文献和实地调研，总结双向张弦桁架结构的施工过程和方案。

3.对施工过程中的各个环节，采用现场观察和理论计算的方法，对施工进度、质量、构件拼装等方面进行研究。

4.结合实际案例，探讨国家体育馆双向张弦桁架结构的施工难点解决方案，提供相应的施工控制措施。

四、研究预期成果1.详尽分析双向张弦桁架结构的特点和施工难点，归纳相关施工技术和要点。

2.总结国家体育馆双向张弦桁架结构的施工过程和方案，提出相关的施工控制措施。

3.通过实例分析，探讨国家体育馆双向张弦桁架结构的施工难点解决方案，为该类型建筑物后续施工提供参考。

五、研究进度安排1.完成文献综述和理论研究（包括施工技术和要点的总结），时间预计为2周。

2.进行实地调研，对施工过程进行详细观察，并结合理论计算对其进行分析研究，时间预计为3周。

3.通过实例分析，探讨国家体育馆双向张弦桁架结构的施工难点解决方案，提供相应的施工控制措施，时间预计为2周。

4.撰写开题报告，时间预计为1周。

《大跨空间钢结构分析与概念设计》王秀丽机械工业出版社张弦梁结构是近十余年发展起来的一种大跨预应力空间结构体系。

张弦梁结构最早的得名来自于该结构体系的受力特点是“弦通过撑杆对梁进行张拉”。

但是随着张弦梁结构的不断发展，其结构形式日趋多样化，20世纪日本大学M.Saitoh 教授将张弦梁结构定义为“用撑杆连接抗弯受压构件和抗拉构件而形成的自平衡体系”。

可见张弦梁结构由三类基本构件组成，即可以承受弯矩和压力的上弦刚性构件、下弦的高强度拉索以及连接两者的撑杆。

辐射式张弦梁结构，这种结构由中央按辐射状放置上弦张弦梁，梁下设置撑杆，撑杆用环向索或斜索连接。

该结构形式适用于圆形平面或椭圆行平面的屋盖。

从受力形态上来看，张弦梁结构又通常被认为是一种“半刚性”结构。

像悬索结构等柔性结构一样，根据张弦梁结构的加工、施工及受力特点通常也将其结构形态定义为零状态、初始状态和荷载态三种。

其中零状态时拉索张拉前的状态，实际上是指构件的加工和放样形态；初始态是拉索张拉完毕后，经过安装就位的形态，也是建筑施工图中所明确的结构外形；而荷载态是指外荷载作用在初始态结构上发生变形后的平衡状态。

以上三种状态的定义，对张弦梁结构来说具有现实意义。

对于张弦梁结构零状态，主要涉及到结构构件的加工放样问题。

张弦结构的初始状态时建筑设计所给定的基本形态，即结构竣工后的验收状态。

如果张弦梁结构的上弦构件按照初始形态给定的几何参数惊醒加工放样，那么在张拉索时，由于上弦构件刚度较弱，拉索的张拉力势必导致上弦构件产生向上的变形。

当张拉索张拉完毕后，结构中上弦构件的形状将偏离初始状态，从而不满足建筑设计的要求。

因此张弦结构上弦构件的加工放样通常要考虑拉索张拉产生的变形影响。

《大跨度空间结构》张毅刚薛素铎杨庆山范峰机械工业出版社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小，而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支承，改善结构的受力性能。

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。

大跨度张弦桁架结构设计发表时间：2017-11-20T14:07:33.213Z 来源：《防护工程》2017年第18期作者：李钊[导读] 随着我国社会经济的快速发展，建筑行业也有了突飞猛进的发展，越来越多的高层、大跨度工程拔地而起。

摘要：张弦桁架在当前的大跨度建筑工程中得到了广泛的应用，越来越多的研究者开始对该结构进行深入研究。

本文以某市的会展中心为例，针对该建筑的张弦桁架结构进行全面分析与了解，从多个方面分析建立相应模型，最终对该结构合理的设计。

本文就大跨度张弦桁架结构的设计进行全面分析，以供参考。

关键词：张弦桁架；结构设计；大跨度建筑一、前言随着我国社会经济的快速发展，建筑行业也有了突飞猛进的发展，越来越多的高层、大跨度工程拔地而起。

在大跨度建筑工程建设过程中，施工人员一般都会采用张弦桁架结构来进行施工，使其在经济、美观的基础上达到质量要求。

张弦桁架结构是近年来引进我国的一种新型结构，并且通过该结构已建立了多座建筑物。

张弦桁架结构是一种独特的空间结构形式,它是“通过对弦进行张拉,以及将撑杆与梁按实际造型需求进行组合”,即基于结构的受力特性进行构造。

这种自平衡结构体系既能尽量利用拱型结构受力特性,又能充分发挥索抗拉强度较高这一优点。

具有使结构受力更合理、刚度更大等特点,可实现跨越更大跨度的目标,这种结构体系在国内外得到了广泛的应用。

某市会展中心是采用张弦桁架结构建造而成的多跨度建筑工程，本文对此进行全面的分析。

某会展中心的主桁架上部是一个倒三角的立体钢管桁架，而其下部则是一根张拉钢索。

其中采用俯瞰将其连接，从而形成了一个张弦桁架结构。

这一结构的两端主要放在混凝土结构上，该结构的总体形象为鱼腹状。

在安装的过程中，我们需要杆状的盖度为40m。

在对其安装过程中由于建筑工程的混凝土工程已经竣工，因此我们不能够将大型机械设备引进进行施工，为了按期完成工程，我们必须要制定合适的安装方案。

对该建筑工程进行全面分析之后，工程师们决定采用在地面拼接主桁架，然后连接节点，最后再将整个结构平行移动到需要施工的部位，因为这种方法能够有效的提高施工进度与工作效率。

精心整理张弦梁结构的历史、现在和未来一、简介张弦梁也称弦支梁，属于张弦结构的一种。

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。

其拉索的作用主要是通过刚性撑杆给刚性梁提供弹性支撑，减小梁跨度，减少刚性梁的弯矩峰值，进而起到增加刚度，减小挠度的作18511979年Madrid二、表1。

分别对3个模型施加沿跨度方向15kN/m的均布线荷载，将拱梁（曲梁）离散为20个相等的直梁元，其上的线荷载等效为节点荷载，分10个相等的荷载增量步，其计算结果的比较见表2。

通过模型1、2的比较可明显看出拉索的作用，其存在很大程度上限制了拱梁的水平位移，模型2的拱梁跨中挠度和滑动支座水平位移相对较小；模型1曲梁轴力很小但弯矩很大，截面应力分布很不均匀；模型2拱梁轴力远大于模型1，但跨中弯矩和剪力均较小。

通过模型2、3的比较可清楚了解撑杆的作用，模型3中拉索水平倾角不大，故撑杆轴力相对于拱梁轴力来说很小，但对拱梁受力性能的改善却十分显着，使得拱梁跨中挠度、滑动支座水平位移、拱梁跨中弯矩和剪力均比模型2大为减小，拱梁轴力也得到一定改善，因此受力性能更合理，可见撑杆在张弦梁结构中起着十分重要的作用。

在结构受力前对拉索施加一定的预拉力（本文为100kN/m），则撑杆将为拱梁提供更大的向上支撑力，拉索也将在更大程度上限制滑动支座的水平位移，有效增大结构刚度，减小拱梁弯矩，从而进一步改善结构的受力性能。

张弦梁结构具有如下特点：（1）张轩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梁而使体系的刚度和稳定性大为增强。

（2）梁与张紧的索构成的受力体系，实际上不存在整体失稳的可能性，因而其强度可以得到充分利用，而不似单独工作的梁那样需要有特别大的截面。

所以，柔性索与刚性梁的结合不仅充分发挥了各自的优点，而且相互限制了彼此的弱点，相得益彰。

张弦梁结构的研究张弦梁结构由于其自身承载能力高,结构变形小,为自平衡结构,稳定性好及建筑造型灵活等优点,在国内外的大跨度结构设计中得到广泛的应用。

就张弦梁结构的国内代表工程,形式与分类,结构性能与受力特性及找形分析进行概要阐述。

标签：张弦梁结构;结构性能;受力分析;找形1 张弦梁结构在我国的代表工程从20世纪90年代后期张弦梁结构在我国工程上首次应用于上海浦东国际机场航站楼的建设到2008年奥运会国家体育馆(双向张弦空间网格屋面结构)的建成,经历了30多年的发展。

迄今为止,主要的代表工程有三个,均采用平面张弦梁结构。

1.1 上海浦东国际机场航站楼该结构工程由主楼,高架进厅和登记长廊三部分四跨组成大跨度钢屋盖结构支撑现浇混凝土多层框架结构。

主楼和高架进厅为连续三跨,屋架跨度由东向西分别为48米,80米和42米。

纵向长度为411.6米,下弦为高强度钢索的梭子形钢屋架高低搁置,低端支撑在混凝土框架大梁上,高端通过托架支撑在呈倾斜状态的钢柱上。

登机长廊跨度52米,屋架间距9米,主楼钢柱间设支撑索,长梁跨内设索群。

1.2 广州国际会展中心的屋盖结构2002年建成,该屋盖张弦梁结构的一个重要特点是其上弦采用倒三角断面的钢管立体桁架。

跨度为126.6米,纵向间距为15米,下弦拉索采用高强度低松弛冷拔镀锌钢丝。

1.3 黑龙江国际会议展览体育中心主馆屋盖结构该建筑中部由相同的35榀128米跨的预应力张弦桁架覆盖,桁架间间距为15米。

该工程张弦梁结构与广州国际会展中心的区别是拉索固定在桁架固定在桁架上弦节点,而没有固定在下弦支座处。

张弦梁的低端支座支撑在钢筋混凝土剪力墙上,高端支座下为人字形摇摆柱。

下线拉索采用冷拉镀锌钢丝。

2 张弦梁的形式与分类张弦梁主要分为平面张弦梁结构与空间张弦梁结构。

前者是指结构位于同一平面内,且以平面受力为主的结构。

该结构又可分为直梁型张弦梁,拱形张弦梁和人字形张弦梁。

直线型张弦梁是通过拉索和撑杆提供弹性支撑,从而减小上弦构件的弯矩。