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双层索网与张弦梁结构对竖向刚度及索力敏感程度差异化分析_区彤.pdf《钢结构(中英文)》网络首发论文
双层索网与张弦梁结构对竖向刚度及索力敏感程
层索网与张弦梁结构对竖向刚度及索力敏感程度差异
区彤1,2DBJ04T 412-2020标准下载，林全攀1,姜正荣3，石开荣3
摘要大跨度柔性及 得以实现。近年来上述两种结构被广泛地月 了大量理论研究，且研究成果已较 地用于实际工程中。因柔性和半刚性结构对 了较大差异， 的大跨度轮辐式 ，其中包 效坚可刚度系数（ 讲行对比分析 分析结论指导相似 度存在突变和缓慢 誉强的现象 正值降为 发生松弛 变且不存在刚度突变现象。当跨度较小时、 勾出现等效竖向刚度G下降的现象，但索网结构 于张弦梁结构。相同平面布置情况下，索网结构的索力 感程度值TS1、 索力敏感程度相对值TS2均大于张弦梁结构，表明索网结构对索力的敏感程度较小，而张弦梁结构 寸于上部刚性杆件的存在，整体刚度在较小索力的情况下已经形成 使得该结构对索力敏感程度加强。增大预应力或 成小跨度的过程中，索网和张弦梁结构均出现对索力敏感程度减弱的现象。对索网与张弦梁结构索力敏感程度值TS1 的进行比较后发现，两种结构的TS1比值稳定在2.43~2.55之间，该结果可为相似工程提供参考意义。在实际工程的 设计过程中，因结构参数（如索径、杆件截面、结构拓扑形式等）的差异，TS1的比值可根据在本文求得的基础上进 行适当增减。 关键词大跨度；轮辐式双层索网：辐射式张弦梁；竖向刚度；索力敏感 DOI:10.13206/i.gigS20062901
Tong OU 1.2, Quanpan LIN', Zhengrong JIANG3, Kairo
图2辐射式张弦梁结构计算模型 Fig.2 Calculation model of radial beam string structur
模型在ANSYS建模过程中，稳定索、承重索、环索采用LINK10单元（两端铰接只拉单元）， 撑杆采用LINK8单元（两端铰接杆单元），内拉环梁和外压环梁采用BEAM44（两端固结梁单 元），V形柱采用BEAM44（两端铰接梁单元）
2.2.2材料力学参数
2.2.4分析数据选取点位量
下文的分析中，竖向位移及索力提取位置如图3所示（位移及索力最大位置）。
银行支行装修工程施工组织设计.doc图3分析数据选取点示意图 Fig.3 Schematic diagram of analysis data selection points
为探究柔性结构与半刚性结构的刚度差异，本节引人等效竖向刚度系数G，该系数计算如下所 示：
G: s(1.5)S(0.5)
其中，S1.5)表示荷载倍数为1.5时结构竖向位移；S(0.5)表示荷载倍数为0.5时结构竖向位移。 本节的等效竖向刚度系数G反映结构在0.5倍外荷载到1.5倍外荷载的等效刚度，G越大，说明结构 竖向刚度越大， 针对两种结构形式的多组计算模型，在确定各组模型的初始预应力之后（索网结构上径向索初应 力为1600kN，下径向索初应力为2800kN；张弦梁下部索初应力为1800kN），通过不断增大外荷 载，跟踪记录荷载位移曲线，索网结构的计算结果如图4~6所示，张弦梁结构的计算结果如图7~9所 示。
图4荷载位移曲线（跨度89m） Fig.4 Load displacement curve (span 89m)
图7荷载位移曲线（跨度89m） Fig.7 Load displacement curve (span 89m)
GB 51321-2018标准下载图8荷载位移曲线（跨度110m） Fig.8 Load displacement curve (span 110m)
图9荷载位移曲线（跨度130m） Fig.9 Load displac
从图4~6可知，跨度为89m，110m，130m的索网结构，外荷载倍数分别在3.3、2.2、1.5时，荷 载位移曲线斜率发生突变，说明索网结构在此位置发生竖向刚度突变。通过对环向索（构造索）的内 力进行跟踪记录后发现，在刚度突变点，环向索内力逐渐由正值降为0（发生松弛），说明环向索的 公弛现象导致结构竖向刚度发现突变。因其不会使整体结构受力出现安全问题，仅对竖向刚度发生影 响，结构体系依然成立，限于篇幅原因，本文不对其做更深入的探讨。 此外，荷载位移曲线随着荷载的增大，斜率不断减小（减小量较小），说明索网结构的刚度呈现 缓慢增强的趋势。通过数据分析可知，相比于荷载施加初期刚度，末期刚度约增加3.2%，因增加量 较小，实际分析中可忽略不计。 从图7~9可知，张弦梁结构的竖向刚度基本遵循线性受力特征，在外荷载不断加大的过程中，竖 向刚度基本维持不变。 在上述荷载增加的过程中，跟踪记录索力位移曲线，索网结构的计算结果如图10~12所示，张弦 梁结构的计算结果如图13~15所示。