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张弦结构的优点


张弦结构是新型的建筑结构模式,主要是用在一些大型的建筑设计之中的,而且在设计中在力学及安全性方面的设计也是设计师们要重点考虑的问题。下面为大家介绍一下张弦结构的优点。

张弦结构是近十余年来快速发展和应用的一种新型大跨度空间结构形式。结构由刚度较大的抗弯构件(又称刚性构件,通常为梁、拱或桁架)和高强度的弦(又称柔性构件,通常为索)以及连接两者的撑杆组成;通过对柔性构件施加拉力,使相互连接的构件成为具有整体刚度的结构。由于综合了刚性构件抗弯刚度高和柔性构件抗拉强度高的优点,张弦梁结构可以做到结构自重相对较轻,体系的刚度和状稳定性相对较大,因而可以跨越很大的空间。一般来说,尽管张弦梁的梁、拱和桁架截面可为空间形状,但结构的整体仍表现为平面受力结构。

张弦结构是由刚性构件上弦、柔性拉索弦和中间以刚性撑杆相连的结构体系,可分为张弦梁、张弦桁架、张弦穹顶、组合张弦结构。张弦结构是在刚性屋顶结构与柔性屋顶结构之间,利用张拉整体的概念产生的一种更高效的结构体系。对张弦结构可以有两种理解:是来自于柔性屋顶结构,即用刚性的上弦层取代柔性屋顶结构中柔性的上弦层而得到;是用张拉整体的概念来加强单层刚性屋顶结构,以提高单层刚性屋顶结构的稳定性及结构刚度。

张弦结构的优点

张弦结构优点有:

(1)从柔性屋顶结构角度出发,虽然柔性屋顶结构的效能比较高,但其施工却有一定难度,包括佐治亚穹顶在内的一些索穹顶工程建设中都发生过人员伤亡事故主要因为结构在施加预应力前后刚度的巨大变化。因此,用刚性的上弦层取代柔性的上弦层,不仅使施工大为简化,而且使屋面材料(尤其是玻璃是刚性材料)更容易与刚性材料相匹配。

(2)从张拉整体强化单层刚性屋顶结构的角度出发,张拉整体结构部分不仅增强了总体结构的刚度,还大大提高了单层刚性屋顶结构部分的稳定性,因此,跨度可以做得较大。

(3)张弦结构在力学上最明显的一个优势是结构对边界约束要求的降低。因为刚性上弦层对边界施以压力,而柔性的张拉整体下部对边界产生拉力,组合起来后二者可以相互抵消。适当的优化设计还可以达到在长期荷载作用下,屋顶结构对边界施加的水平反力接近零。

建筑物中利用张弦结构设计是一种好的选择,但是张弦结构在施工上也是有一定的难度的,施工单位在施工中一定要做好相关的安全措施。

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