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張弦結(jié)構(gòu)的優(yōu)點


張弦結(jié)構(gòu)是新型的建筑結(jié)構(gòu)模式,主要是用在一些大型的建筑設(shè)計之中的,而且在設(shè)計中在力學(xué)及安全性方面的設(shè)計也是設(shè)計師們要重點考慮的問題。下面為大家介紹一下張弦結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。

張弦結(jié)構(gòu)是近十余年來快速發(fā)展和應(yīng)用的一種新型大跨度空間結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)由剛度較大的抗彎構(gòu)件(又稱剛性構(gòu)件,通常為梁、拱或桁架)和高強度的弦(又稱柔性構(gòu)件,通常為索)以及連接兩者的撐桿組成;通過對柔性構(gòu)件施加拉力,使相互連接的構(gòu)件成為具有整體剛度的結(jié)構(gòu)。由于綜合了剛性構(gòu)件抗彎剛度高和柔性構(gòu)件抗拉強度高的優(yōu)點,張弦梁結(jié)構(gòu)可以做到結(jié)構(gòu)自重相對較輕,體系的剛度和狀穩(wěn)定性相對較大,因而可以跨越很大的空間。一般來說,盡管張弦梁的梁、拱和桁架截面可為空間形狀,但結(jié)構(gòu)的整體仍表現(xiàn)為平面受力結(jié)構(gòu)。

張弦結(jié)構(gòu)是由剛性構(gòu)件上弦、柔性拉索弦和中間以剛性撐桿相連的結(jié)構(gòu)體系,可分為張弦梁、張弦桁架、張弦穹頂、組合張弦結(jié)構(gòu)。張弦結(jié)構(gòu)是在剛性屋頂結(jié)構(gòu)與柔性屋頂結(jié)構(gòu)之間,利用張拉整體的概念產(chǎn)生的一種更高效的結(jié)構(gòu)體系。對張弦結(jié)構(gòu)可以有兩種理解:是來自于柔性屋頂結(jié)構(gòu),即用剛性的上弦層取代柔性屋頂結(jié)構(gòu)中柔性的上弦層而得到;是用張拉整體的概念來加強單層剛性屋頂結(jié)構(gòu),以提高單層剛性屋頂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)剛度。

張弦結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

張弦結(jié)構(gòu)優(yōu)點有:

(1)從柔性屋頂結(jié)構(gòu)角度出發(fā),雖然柔性屋頂結(jié)構(gòu)的效能比較高,但其施工卻有一定難度,包括佐治亞穹頂在內(nèi)的一些索穹頂工程建設(shè)中都發(fā)生過人員傷亡事故主要因為結(jié)構(gòu)在施加預(yù)應(yīng)力前后剛度的巨大變化。因此,用剛性的上弦層取代柔性的上弦層,不僅使施工大為簡化,而且使屋面材料(尤其是玻璃是剛性材料)更容易與剛性材料相匹配。

(2)從張拉整體強化單層剛性屋頂結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),張拉整體結(jié)構(gòu)部分不僅增強了總體結(jié)構(gòu)的剛度,還大大提高了單層剛性屋頂結(jié)構(gòu)部分的穩(wěn)定性,因此,跨度可以做得較大。

(3)張弦結(jié)構(gòu)在力學(xué)上最明顯的一個優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)對邊界約束要求的降低。因為剛性上弦層對邊界施以壓力,而柔性的張拉整體下部對邊界產(chǎn)生拉力,組合起來后二者可以相互抵消。適當(dāng)?shù)膬?yōu)化設(shè)計還可以達(dá)到在長期荷載作用下,屋頂結(jié)構(gòu)對邊界施加的水平反力接近零。

建筑物中利用張弦結(jié)構(gòu)設(shè)計是一種好的選擇,但是張弦結(jié)構(gòu)在施工上也是有一定的難度的,施工單位在施工中一定要做好相關(guān)的安全措施。

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