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港工科技信息 2002年第2期 14-14页

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张弦梁结构若干问题的探讨

工程力学 2004年第6期21卷 26-30页

作者：张志宏张明山董石麟浙江大学杭州浙江310027

张弦梁(桁架)结构已在我国大型工程中有所应用,但对该种结构的设计和施工过程的理论研究并不完善。对张弦梁结构设计和施工过程中的若干问题进行了较为深入的理论研究,包括该结构各个单元的预应力分布、施工过程的模拟分析等。首先,将... 详细信息

张弦梁(桁架)结构已在我国大型工程中有所应用,但对该种结构的设计和施工过程的理论研究并不完善。对张弦梁结构设计和施工过程中的若干问题进行了较为深入的理论研究,包括该结构各个单元的预应力分布、施工过程的模拟分析等。首先,将平衡矩阵理论推广应用于包含索杆梁三种单元的杂交空间结构,给出了二节点梁单元和杆单元单元平衡矩阵的一般表达式,并对一小型张弦梁结构的整体平衡矩阵进行了分析,求得其独立自应力模态数为一。其次,提出了基于将索、杆单元和梁单元分开的结构分块的分析方法--局部分析法。该方法不仅可以用来求解张弦梁结构的初始预应力分布,同时也可以用于确定体系的零状态几何形状。因而求解张弦梁结构初始预应力分布就有了两种方法。最后,算例分析验证了方法的正确性。

关键词：张弦梁结构预应力平衡矩阵局部分析法零状态几何

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张弦梁结构张拉过程中的结构性能试验研究

建筑结构学报 2007年第4期28卷 1-7,50页

作者：赵宪忠陈建兴陈以一同济大学土木工程学院上海200092

基于正交试验设计思想,设计了11组考虑梁弦刚度比、矢跨比、撑杆数量、临时支架和施工顺序等参数影响的张弦梁模型并进行张拉试验。通过试验研究,探讨了张弦梁结构张拉过程中的整体变形性能、构件内力和几何位形的发展趋势,分析了参数... 详细信息

基于正交试验设计思想,设计了11组考虑梁弦刚度比、矢跨比、撑杆数量、临时支架和施工顺序等参数影响的张弦梁模型并进行张拉试验。通过试验研究,探讨了张弦梁结构张拉过程中的整体变形性能、构件内力和几何位形的发展趋势,分析了参数对结构性能的影响。研究结果表明:当张拉引起的变形较大时,张拉力与结构变形并非简单的线性关系;临界张拉力标志结构获得整体刚度,其值约为结构自重的0.125/κ倍(κ为矢跨比);张弦梁结构设计中应考虑张拉阶段结构的最不利受力、不同施工工艺对结构受力和位形的影响。

关键词：张弦梁结构张拉过程结构性能正交试验临界张拉力

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张弦梁结构形态分析方法的改进

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第B07期48卷 115-121页

作者：王春江肖华裕李向民蒋利学许清风上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海市工程结构安全重点实验室上海200032 上海市建筑科学研究院(集团)有限公司上海200032

作为一种半刚性大跨空间结构,张弦梁结构的找形分析非常重要.改进的逆迭代法是找形分析中的一种比较有效的方法,通过引入初应变,能够在不破坏结构完整性的前提下,得到张弦梁结构的零状态几何和初状态预应力分布.但改进的逆迭代法在迭代... 详细信息

作为一种半刚性大跨空间结构,张弦梁结构的找形分析非常重要.改进的逆迭代法是找形分析中的一种比较有效的方法,通过引入初应变,能够在不破坏结构完整性的前提下,得到张弦梁结构的零状态几何和初状态预应力分布.但改进的逆迭代法在迭代过程中,由于找形和找力分开进行,影响了迭代效率.为此,基于改进的逆迭代法存在的问题,对其迭代过程进行了修正.通过在每次迭代中,将节点几何坐标和单元内力的精度要求同时作为收敛判据,并调整节点坐标和单元初应变,即使得体系的找形和找力过程同时进行;在迭代过程中分别引入节点坐标调整系数和初应变调整系数,并深入研究了这两个调整系数的不同取值对收敛速度的影响.算例结果表明:修正后的改进逆迭代法可显著减少迭代次数,提高了计算效率;研究发现两个调整系数对收敛速度有一定的影响,其中初应变调整系数的影响较节点坐标调整系数的影响大.在分析中选择合适的调整系数,可使找形分析的收敛速度更快.

关键词：张弦梁结构自应力状态零状态找形分析改进的逆迭代法

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张弦梁结构弹塑性大位移分析

北京交通大学学报 2005年第4期29卷 19-24页

作者：张勇田向阳王元清石永久北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 清华大学土木工程系北京100084

运用由梁单元、杆单元和索单元组成的混合有限元法对采用工形截面钢拱梁的张弦梁结构进行了静力弹塑性大位移分析,通过跟踪结构在自重类荷载、半跨分布荷载以及风荷载作用下的平衡路径全过程,明确了结构在不同荷载作用下的破坏模态,以... 详细信息

运用由梁单元、杆单元和索单元组成的混合有限元法对采用工形截面钢拱梁的张弦梁结构进行了静力弹塑性大位移分析,通过跟踪结构在自重类荷载、半跨分布荷载以及风荷载作用下的平衡路径全过程,明确了结构在不同荷载作用下的破坏模态,以及撑杆数目、初始几何缺陷、材料弹塑性等因素对结构受力性能的影响,并得出了宜在结构跨中设置撑杆、初始几何缺陷对张弦梁结构的承载力影响不大等结论.

关键词：张弦梁结构弹塑性大位移极限承载力破坏模态

张弦梁结构振动方法索力识别(Ⅱ)：实用公式及误差分析

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振动与冲击 2009年第3期28卷 158-160,181页

作者：张宇鑫李国强赵世峰上海师范大学建筑工程学院上海201418 同济大学土木学院上海200092

基于提出的张弦梁结构下弦拉索频率方程,研究了运用数值迭代求解方法进行索力求解的数值稳定性。结果表明,基于数值迭代求解方法识别索力精度无法保证。为提高精度及简化计算,通过分析迭代计算得到的反映频率与索力相关关系的曲线,和已... 详细信息

基于提出的张弦梁结构下弦拉索频率方程,研究了运用数值迭代求解方法进行索力求解的数值稳定性。结果表明,基于数值迭代求解方法识别索力精度无法保证。为提高精度及简化计算,通过分析迭代计算得到的反映频率与索力相关关系的曲线,和已有索力识别经验公式的形式特点,进行数值拟合,提出一组索力计算的实用公式。并对方法的误差敏感性、识别精度等进行了讨论。

关键词：张弦梁结构振动索力识别误差

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分级卸载法在张弦梁结构找形中的试验研究

工程力学 2009年第8期26卷 161-167,173页

作者：刘彬叶继红东南大学混凝土及预应力混凝土教育部重点试验室南京210096

该文对张弦梁结构的找形分析方法——分级卸载法进行了试验研究,目的一是验证该方法的正确性,更为重要的是考查分级卸载法应用于实际工程的可行性。试验采用1/20的缩尺模型、实际工程常用的张拉方式,对比模型在零状态、初状态内力和变... 详细信息

该文对张弦梁结构的找形分析方法——分级卸载法进行了试验研究,目的一是验证该方法的正确性,更为重要的是考查分级卸载法应用于实际工程的可行性。试验采用1/20的缩尺模型、实际工程常用的张拉方式,对比模型在零状态、初状态内力和变形的理论值与试验值。试验表明:分级卸载法可以用于实际工程,且不需要假定零状态几何和多次试算,可以一次准确得到结构的放样几何;该方法中静定计算模型可以很方便地用于确定张弦梁结构初状态预应力分布,用来有效地指导设计;经过本次试验验证,张弦梁结构张拉脱胎时的预拉力估算公式可以应用于实际工程。

关键词：张弦梁结构形状确定分级卸载法试验研究应用流程可行性分析

下弦与撑杆改进构型张弦梁结构抗连续倒塌动力试验研究

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建筑结构学报 2023年第4期44卷 178-187页

作者：蒋友宝陈奕琳张梦华周浩长沙理工大学桥梁与建筑绿色建造及维护湖南省重点实验室湖南长沙410114

为研究下弦与撑杆改进构型张弦梁结构在连续倒塌过程中的动力响应与失效机理,参考国内某工程张弦梁结构,设计了一个改进构型的张弦梁结构模型。采用基于电磁控制的局部初始失效装置模拟跨中下弦杆失效,对该模型开展了抗连续倒塌动力试... 详细信息

为研究下弦与撑杆改进构型张弦梁结构在连续倒塌过程中的动力响应与失效机理,参考国内某工程张弦梁结构,设计了一个改进构型的张弦梁结构模型。采用基于电磁控制的局部初始失效装置模拟跨中下弦杆失效,对该模型开展了抗连续倒塌动力试验研究。基于ANSYS/LS-DYNA程序对该类结构建立抗连续倒塌有限元模型,并通过试验和有限元联合分析明确了该类结构的备用传力路径、关键构件以及竖向位移动力放大系数的变化规律等。结果表明:改进构型张弦梁结构任一段下弦失效后,失效区域形成的空腹桁架为结构提供了备用传力路径,提高了结构抗连续倒塌性能;下撑杆作为下弦失效后的第二道防线,是剩余结构的关键构件,其失效将引发结构连续倒塌;当剩余结构受力处于弹性阶段时,竖向位移动力放大系数在1.2左右,随着结构进入塑性的程度增大,竖向位移动力放大系数逐渐增大,当荷载达到3.0倍设计工况时,动力放大系数接近2.0。

关键词：张弦梁结构下弦与撑杆改进构型动力试验连续倒塌动力放大系数

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张弦梁结构的地震响应分析

建筑结构 2011年第S1期41卷 865-870页

作者：田向阳张勇广州市市政工程设计研究院广州510060 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

采用由梁单元、杆单元和索单元组成的混合有限元法对简支和两端固定铰支张弦梁结构进行了地震响应分析,亦即按照我国抗震规范GB50011—2010的规定,确定地震加速度时程曲线和地震谱的取用,并导入ANSYS中,对张弦梁结构的地震响应进行了时... 详细信息

采用由梁单元、杆单元和索单元组成的混合有限元法对简支和两端固定铰支张弦梁结构进行了地震响应分析,亦即按照我国抗震规范GB50011—2010的规定,确定地震加速度时程曲线和地震谱的取用,并导入ANSYS中,对张弦梁结构的地震响应进行了时程分析和谱分析,比较了撑杆数目、预应力值和矢跨比等结构参数对结构地震响应的影响,从而给出了结构抗震设计建议。

关键词：张弦梁结构时程分析谱分析抗震设计

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张弦梁结构的力学模式及程序编制

工程力学 1998年第A01期15卷 157-162页

作者：白正仙刘锡良天津大学建工学院土木系

本文首先简要介绍了新型膜支撑结构－张弦梁结构及其特点，并根据其特点提出了将该结构离散为梁元，杆元和素元，梁元考虑弯曲转角及扭转转角对应变能的作用，索元考虑其自重引起的下垂，用混合单元有限元法进行几何非线性有限元分析的... 详细信息

本文首先简要介绍了新型膜支撑结构－张弦梁结构及其特点，并根据其特点提出了将该结构离散为梁元，杆元和素元，梁元考虑弯曲转角及扭转转角对应变能的作用，索元考虑其自重引起的下垂，用混合单元有限元法进行几何非线性有限元分析的合理的该结构的力学模型，由最小势能原理推出的一般非线性问题的平衡方程，推导了各单元的几何非线性有限元平衡式，采用Ｕ．Ｌ描述增量Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法求解。

关键词：张弦梁结构几何非线性混合单元有限元