平面张弦结构的结构特点及受力性能研究
摘要：张弦结构结构是一种由拱梁、撑杆、预应力拉索组合而成的结构体系，是介于刚性结构与柔性结构之间的半刚性结构,具有承载能力高、使用荷载作用下变形小等优点。本文对该结构的特点做了简单介绍，并通过三种模型对其受力机理进行了分析。
关键词：张弦结构，受力性能，预应力，有限元分析
中图分类号： tu74文献标识码：a 文章编号：
1、前言
张弦结构是近一、二十年发展起来的一种新型大跨度预应力空间结构，是杂交结构在大跨体系中的良好运用，它将一度在大跨体系中被摒弃的拱(梁)、桁架结构和在现代结构中日益广泛利用的悬索结合起来，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减小，而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支撑，改善结构的受力性能。
2、张弦结构的受力特点
如果不考虑拉索超张拉在结构产生的预应力，平面张弦结构的受力特点实际上相当于简支梁的受力特点。
从截面内力来看，张弦结构同简支梁一样承受整体弯矩和剪力。张弦结构在竖向荷载作用下的整体弯矩由上弦构件的压力和下弦拉索形成的等效力矩承担。由于张弦结构只布置竖向撑杆，且下弦拉索不能承担剪力，那么整体剪力基本有上弦构件承受。
张弦结构的下弦拉索通常采用半平行钢丝束或钢绞线等高强度材料，因此与采用普通型钢的桁架结构下弦构件相比，可以承担更大的拉力，这也是张弦结构适用于大跨度结构的一个重要原因。
3、张弦结构的分类
平面张弦结构有三种基本类型：直梁型张弦梁、拱型张弦梁和人字拱型张弦梁。在这三类张弦梁结构中，索和撑杆的作用不尽相同，应用范围也不一样。直梁型张弦梁通过撑杆提供弹性支撑，从而减小梁的弯矩，主要适用楼板结构和小坡度屋面结构；拱型张弦梁在通过撑杆减小拱弯矩的同时，由索来抵消拱端推力，充分发挥了上弦拱的受力优势和高强度索的高抗拉性能，适用于大跨度甚至于超大跨度的屋盖结构；人字拱型张弦梁结构主要用下弦拉索来抵消人字拱两端推力，但是因起拱较高，所以只适用于跨度较小的双坡屋盖结构，比较容易实现东方传统的坡屋顶建筑造型。
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