建筑專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯.doc

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1、附錄A張弦梁結(jié)構(gòu)的探討摘要：本文就張弦梁結(jié)構(gòu)屮的札I關(guān)問(wèn)題作一些說(shuō)明，以及張弦梁結(jié)構(gòu)研究的現(xiàn)狀和需要以后研究的問(wèn)題。本文還討論張弦梁結(jié)構(gòu)的影響因索，以及H前找形分析的方法。關(guān)鍵詞：張弦梁結(jié)構(gòu)找形預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定問(wèn)題0引言張弦梁結(jié)構(gòu)最早是由口本大學(xué)M.Saitoh教授提出，是一種區(qū)別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新型雜交屋蓋體系。張弦梁結(jié)構(gòu)是一種由剛性構(gòu)件丄弦、柔性拉索、屮間連以撐桿形成的混合結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)組成是一種新型自平衡體系，是一種大跨度預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系，也是混合結(jié)構(gòu)體系發(fā)展屮的一個(gè)比較成功的創(chuàng)造。張弦梁結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)單、受力明確、結(jié)構(gòu)形式多樣、充分發(fā)揮了剛?cè)醿煞N材料的優(yōu)勢(shì)，

2、并且制造、運(yùn)輸、施工簡(jiǎn)捷方便，因此具有良好的應(yīng)用前景。本文就張弦梁結(jié)構(gòu)的分類(lèi)，受力機(jī)理，張弦梁結(jié)構(gòu)的找形分析，用有限元分析總結(jié)了撐桿數(shù)H、垂跨比、高跨比、拱的慣性矩、弦的預(yù)應(yīng)力等對(duì)張弦梁結(jié)構(gòu)的受力性能的影響，以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析。1、張弦梁結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理和分類(lèi)1.1、張弦梁結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理H前，普遍認(rèn)為張弦梁結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理為通過(guò)在下弦拉索屮施加預(yù)應(yīng)力使上弦壓彎構(gòu)件產(chǎn)生反撓度，結(jié)構(gòu)在荷載作用下的最終撓度得以減少，而撐桿對(duì)上弦的壓彎構(gòu)件提供彈性支撐，改善結(jié)構(gòu)的受力性能。一般上弦的壓彎構(gòu)件采用拱梁或桁架拱，在荷載作用下拱的水平推力由下弦的抗拉構(gòu)件承受，減輕拱對(duì)支座

3、產(chǎn)生的負(fù)扌II,減少滑動(dòng)支座的水平位移。由此可見(jiàn)，張弦梁結(jié)構(gòu)可充分發(fā)揮高強(qiáng)索的強(qiáng)抗拉性能改善整體結(jié)構(gòu)受力性能，使床彎構(gòu)件和抗拉構(gòu)件取長(zhǎng)補(bǔ)短，協(xié)同工作，達(dá)到自平衡，充分發(fā)揮了每種結(jié)構(gòu)材料的作用。所以，張弦梁結(jié)構(gòu)在充分發(fā)揮索的受拉性能的同時(shí)，由于具有抗床抗彎能力的桁架或拱而使體系的剛度和穩(wěn)定性大為加強(qiáng)。并且由于張弦梁結(jié)構(gòu)是--種自平衡體系，使得支撐結(jié)構(gòu)的受力大為減少。如果在施工過(guò)程屮適為的分級(jí)施加預(yù)拉力和分級(jí)加載，將有可能使得張弦梁結(jié)構(gòu)對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的作用力減少的最小限度。1?2、張弦梁結(jié)構(gòu)的分類(lèi)張弦梁結(jié)構(gòu)按受力特點(diǎn)可以分為平面張弦梁結(jié)構(gòu)和空間張弦梁結(jié)構(gòu)。平面張弦

4、梁結(jié)構(gòu)是指其結(jié)構(gòu)構(gòu)件位于同一平面內(nèi)，且以平面內(nèi)受力為主的張弦梁結(jié)構(gòu)。平面張弦梁結(jié)構(gòu)根據(jù)上弦構(gòu)件的形狀可以分為三種基本形式：直線(xiàn)型張弦梁、拱形張弦梁、人字型張弦梁結(jié)構(gòu)。直梁型張弦梁結(jié)構(gòu)主耍用于樓板結(jié)構(gòu)和小坡度屋而結(jié)構(gòu)，拱形張弦梁結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了上弦拱得受力優(yōu)勢(shì)適用于大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)，人字型張弦梁結(jié)構(gòu)適用于跨度較小的雙坡屋蓋結(jié)構(gòu)。空間張弦梁結(jié)構(gòu)是以平面張弦梁結(jié)構(gòu)為基本組成單元，通過(guò)不同形式的空間布置所形成的張弦梁結(jié)構(gòu)?？臻g張弦梁結(jié)構(gòu)主要有單向張弦梁結(jié)構(gòu)、雙向張弦梁結(jié)構(gòu)、多向張弦梁結(jié)構(gòu)、輻射式張弦梁結(jié)構(gòu)。單向張弦梁結(jié)構(gòu)由于設(shè)置了縱向支撐索形成的空間受力體系，保證了

5、平面外的穩(wěn)定性，適用于矩形平面的屋蓋結(jié)構(gòu)。雙向張弦梁結(jié)構(gòu)由于交叉平面張弦梁相互提供彈性支撐，形成了縱橫向的空間受力體系，該結(jié)構(gòu)適用于矩形、圓形、橢圓形等多種平面屋蓋結(jié)構(gòu)。多向張弦梁結(jié)構(gòu)是平面張弦梁結(jié)構(gòu)沿多個(gè)方向交叉布置血成的空間受力體系，該結(jié)構(gòu)形式適用于圓形和多邊形平面的屋蓋結(jié)構(gòu)。輻射式張弦梁結(jié)構(gòu)是由屮央按輻射狀放置上弦梁，梁下設(shè)置撐桿用環(huán)向索而連接形成的空間受力體系，適用于圓形平面或橢圓形平面的屋蓋結(jié)構(gòu)。2、張弦梁結(jié)構(gòu)的找形分析2.1張弦梁結(jié)構(gòu)的形態(tài)定義張弦梁結(jié)構(gòu)彖懸索結(jié)構(gòu)等柔性結(jié)構(gòu)一樣，根據(jù)張弦梁結(jié)構(gòu)的加工、施工、及受力特點(diǎn)。通常也將其結(jié)構(gòu)形態(tài)定義為零

6、狀態(tài)、初始態(tài)和荷載態(tài)。零狀態(tài)，是拉索張拉前的狀態(tài)，實(shí)際上是構(gòu)件加工和放樣形態(tài)，通常也叫結(jié)構(gòu)放樣態(tài)。初始態(tài)，是拉索張拉完畢后，結(jié)構(gòu)安裝就位的形態(tài)，通常也叫預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。初始態(tài)是建筑施工圖屮明確的結(jié)構(gòu)外形。（包括在自重作用下）荷載態(tài)，是外荷載作用在初始態(tài)結(jié)構(gòu)上發(fā)生變形后人平衡態(tài)。如果張弦梁結(jié)構(gòu)的上弦構(gòu)件按照初始形態(tài)給定的幾何參數(shù)進(jìn)行加工放樣，那么在張拉拉索吋，由于上弦構(gòu)件剛度較弱，拉索的張拉勢(shì)必會(huì)引導(dǎo)撐桿使上弦構(gòu)件產(chǎn)生向上的變形，半張拉完畢后，結(jié)構(gòu)JL弦構(gòu)件的形狀將偏離初始形態(tài)，從而不滿(mǎn)足建筑設(shè)計(jì)的要求。因此，張弦梁結(jié)構(gòu)上弦構(gòu)件的加工放樣通常要考慮張拉產(chǎn)生的變形

7、影響，這也是張弦梁結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行形態(tài)定義的原因。2.2張弦梁結(jié)構(gòu)找形分析H前有關(guān)文獻(xiàn)屮找形的方法不外乎有張其林提出的逆迭代法、文獻(xiàn)屮改進(jìn)的逆迭代法。I.逆迭代法的簡(jiǎn)介逆迭代法實(shí)際上是一種非常自然的思路：既然設(shè)計(jì)藍(lán)圖上的張弦梁幾何尺寸是初狀態(tài)（預(yù)應(yīng)力張拉完畢吋結(jié)構(gòu)的狀態(tài)）的尺寸，那么就可以以此初狀態(tài)尺寸為近似零狀態(tài)尺寸建立有限元模型，然后對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力（預(yù)應(yīng)力值按設(shè)計(jì)要求）進(jìn)行張拉，得到近似初狀態(tài)。然后將此近似初狀態(tài)的兒何尺寸與設(shè)計(jì)圖屮真正的初狀態(tài)的幾何尺寸的差值反向增加到原有限元模型的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)上，作為近似初狀態(tài)重新建模，并再次進(jìn)行張拉，如此循環(huán)迭代，直到近似

8、初狀態(tài)與初狀態(tài)的坐標(biāo)差值足夠小，即可視此近似初狀態(tài)為初狀態(tài)，而由之