张弦梁结构
张弦梁结构的基本概念与特点
张弦梁结构的基本概念与特点
张弦梁结构是一种常见的桥梁结构形式,它以张拉杆或张紧绳索作为悬挂基本
单元,在各个单元之间形成连续的结构体系。本文将介绍张弦梁结构的基本概念与特点。
1.基本概念:
张弦梁结构是由悬挂索和张拉杆组成的网格结构,具有悬挑或跨越较大距离的
特点。其悬挂索一般采用较轻的钢绳或钢缆构成,而张拉杆则通常采用混凝土、钢材或钢筋混凝土构成。张弦梁结构通过悬挂索的张拉和张拉杆的作用,在桥梁中起到支撑和传力的作用。
2.特点:
2.1 跨越大距离:张弦梁结构适用于需要跨越较大距离的桥梁设计,能够实现
悬挂索的张紧和张拉杆的抗压功能,使得桥梁的跨度可以较大。
2.2 自重轻:张弦梁结构在设计时充分利用悬挂索的弯曲刚度和张拉杆的抗压
性能,使得结构的自重相对较轻。这不仅可以减小施工对地基的影响,还可以降低整个结构的材料消耗和成本。
2.3 抗震性能好:张弦梁结构在地震冲击下,悬挂索的柔性使得结构可以有一
定的位移和变形能力,从而减小地震对结构的破坏。此外,悬挂索和张拉杆的设计和排布也可以增强结构的抗震性能。
2.4 美观大气:张弦梁结构的外形通常简洁大方,线条流畅,外观美观大气。
悬挂索和张拉杆的设置可以为整个结构增添一种艺术感,也可以与周围环境相融合,形成独特的景观。
2.5 施工灵活:张弦梁结构可以在桥梁施工现场进行预制,然后整体吊装安装。这种构造方式不仅可以缩短施工周期,还可以减小对交通的影响。此外,在桥面悬
挂的设计中,可以根据需要调整吊索和支座的位置,以适应不同的场地条件和施工要求。
2.6 经济高效:张弦梁结构的设计和施工相对简便,可以实现大跨度的连续施工。此外,由于结构的自重较轻,可以减小对地基的要求,从而降低了工程造价。
张弦梁结构的简介与应用领域
张弦梁结构的简介与应用领域
张弦梁结构是一种常见的结构形式,广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域。它采用张力杆件和弦杆件相互协调配合,能够充分发挥杆件的力学性能,具有结构简单、刚度大、稳定性好等优点。下面将从张弦梁结构的构造特点、力学原理以及应用领域等方面进行介绍。
一、构造特点
1. 张弦梁结构采用张力杆件和弦杆件构成的三角形框架结构,弦杆经过受力分
析确定处于受拉状态,力的作用方向沿着杆件的轴线方向。
2. 梁体通常由竖直放置的张弦杆件和水平放置的弦杆件组成,张弦杆件使梁体
保持一定的刚度,弦杆件则负责承载外部荷载。
3. 张弦梁结构具有明显的自重,使得结构能够承受外部荷载并能够保持稳定。
二、力学原理
1. 高刚度:张弦梁结构通过张力杆件使得结构具有较高的刚度,能够承受较大
的荷载和外部力的作用,保持结构的稳定性。
2. 三角形框架:张弦梁结构中的三角形框架具有良好的刚度和稳定性,能够有
效地将力传递到支撑结构上,使结构整体稳定。
3. 分力平衡:张弦梁结构中的梁体由张力杆件和弦杆件组成,通过力的平衡使
得杆件处于受拉状态,从而保证结构的安全性。
三、应用领域
1. 建筑领域:张弦梁结构广泛应用于各类建筑物的横梁、屋顶框架和大跨度建
筑物的支撑结构等。由于其结构简单、刚度大、施工快捷等优点,能够满足建筑物对强度和稳定性的要求。
2. 桥梁领域:张弦梁结构被广泛应用于桥梁的主梁和悬索桥等。其具有较高的
刚度和稳定性,能够承受车辆荷载并保持桥梁的稳定。
3. 航空航天领域:张弦梁结构也常用于航空航天器的外壳结构和机翼等部件。
张弦梁结构
张弦梁结构
介绍
张弦梁结构是一种常见的结构形式,常用于桥梁、建筑和航空领域。它的特点是横跨较大距离的支撑力和刚度。本文将深入探讨张弦梁结构的原理、应用和设计要点。
张弦梁结构原理
张弦梁结构是由一个或多个张紧的钢索组成的。这些钢索被固定在两个支点上,形成一个弧线的张力形状。张弦梁结构利用张紧的钢索的强度和刚度来支撑梁体的荷载。
张弦梁结构的应用
张弦梁结构在桥梁、建筑和航空领域有广泛的应用。下面是一些典型的应用场景:
1. 桥梁
张弦梁结构广泛用于大跨度桥梁的设计。由于张弦梁结构的刚度和稳定性,它能够横跨较长的距离,同时减少桥梁的自重,提高了桥梁的承载能力。
2. 建筑
在建筑领域,张弦梁结构常被用于悬索式屋顶的设计。这种结构可以提供大空间、无柱的室内空间,使得建筑内部布局更加灵活。同时,张弦梁结构的美观性也使其成为建筑设计的亮点。
3. 航空
张弦梁结构在航空领域用于飞机的机翼设计。张紧的钢索可以使机翼保持稳定的形状,减少飞行过程中的振动和变形。同时,张弦梁结构也能够增加机翼的强度,提高飞机的飞行性能。
张弦梁结构的设计要点
设计一个稳定和高效的张弦梁结构需要考虑以下几个要点:
1. 钢索的选择
选择合适的钢索是设计中的重要一步。钢索的材料和直径会影响张弦梁结构的强度和刚度。要考虑荷载情况和预期的使用寿命来选择适当的钢索。
2. 锚固设计
钢索需要固定在支点上,这就需要进行锚固设计。锚固的设计要确保钢索能够承受预期的拉力,并且不会发生滑移或失效。
3. 承载能力计算
设计中需要进行承载能力的计算,确保张弦梁结构能够承受预期的荷载。考虑到静荷载、动荷载和温度变化等因素,进行相关的计算和分析是必要的。
张弦梁结构
张弦梁结构
张弦梁结构是一种常见的桥梁结构。它由拉索、张弦和梁组成。梁支承在两端,并通过张弦承受纵向受力。张弦则通过拉索和钢索与桥墩相连,从而固定在桥墩上。这种结构的主要优点是可以在大跨度桥梁中使用,而且重量轻、刚度高、承载能力强,因此被广泛应用于现代桥梁建设中。
张弦梁结构的主要特点是具有高刚度和高承载能力,这是由其结构特性决定的。梁体在受力时不会发生弯曲变形,而是通过张弦受力,从而实现了对跨度的支撑。同时,由于梁体的重量轻,这种结构可以实现对更大跨度的桥梁进行支撑。
张弦梁结构的设计和施工需要考虑多种因素,如桥梁的跨度、纵向受力、梁体的强度等。这种结构需要选择优质的材料,如高强度钢、混凝土等,并对其进行精确的计算和设计。同时,施工过程中也需要精确的测量和调整,以确保结构的稳定和安全。
总的来说,张弦梁结构是一种高效、可靠的桥梁建设方案。它不仅可以实现对大跨度桥梁的支撑,而且具有较小的自重和较高的承载能力,因此被广泛应用于现代桥梁建设中。
张弦梁结构
张弦梁结构
精心整理张弦梁结构的历史、现在和未来
一、简介?
张弦梁也称弦支梁,属于张弦结构的一种。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系,其结构组成是一种新型自平衡体系,是一种大跨度预应力空间结构体系,也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。其拉索的作用主要是通过刚性撑杆给刚性梁提供弹性支撑,减小梁跨度,减少刚性梁的弯矩峰值,进而起到增加刚度,减小挠度的作
1851
1979年Madrid
二、
表1。
分别对3个模型施加沿跨度方向15kN/m的均布线荷载,将拱梁(曲梁)离散为20个相等的直梁元,其上的线荷载等效为节点荷载,分10个相等的荷载增量步,其计算结果的比较见表2。
型2
(1
(2
(3
(4)张弦梁结构与预应力双索体系(由承重索、相反曲率的稳定索即两者之间的联系杆共同组成的平面预应力体系)比较,张弦梁结构所需的预拉力要小得多,因而使支撑结构的受力大为减小。如果在施工过程中适当分级施加预拉力和分级加载,将有可能使张弦结构施于支撑结构的作用力减到最小限度。
对张弦梁结构的受力特点从不同的角度可理解为:
(1)理解一:张弦梁结构是在双层悬索体系中的索梁基础上,将上弦索替换成刚性构件而产生的。这样处理的好处是上弦刚性构件可以承受弯矩和压力,一方面可以提高梁的刚度,另一方面结构中构件内力可以在其内部平衡(自平衡体系),而不再需要支撑系统的反力来维持。
(2)理解二:张弦梁结构是用拉索替换常规梁的受拉下弦而形成的结构体系,这种替换的有点事不仅梁的下弦拉力可以由高强度拉索来承担,更为重要的是可以通过张拉拉索在结构中产生预应力,从而达到改善结构受力性能的目的。
张弦梁结构简介
张弦梁结构简介
张弦梁结构是一种常见的桥梁结构形式,常用于中小跨径的公路桥梁。它的设
计理念源于古代中国工程师的智慧和创新。它的独特设计使得张弦梁结构具有优异的承载能力和对抗自然灾害的能力。下面将对张弦梁结构的构造原理、特点和应用进行简要介绍。
1. 构件构造原理
张弦梁结构主要由上弦杆、下弦杆、横向构件和斜向构件组成。上弦杆和下弦
杆分别位于桥梁上下两侧,它们受到桥梁自重和活荷载的压力。横向构件通常以腹板的形式存在,连接上下弦杆,能够有效地分担桥面荷载,增加整体刚度。斜向构件起到加强桥梁的稳定性和支撑桁架结构的作用。
2. 结构特点
2.1 高强度和刚度:张弦梁结构采用钢材或混凝土材料,具有高强度和刚度,
能够承受大荷载以及抵抗风、雪等外力的作用。
2.2 自重轻:张弦梁结构相对其他桥梁结构来说自重较轻,这使得施工和运输
更加方便,并减少了对桥墩的要求。
2.3 施工周期短:相比于一些其他桥梁结构,张弦梁结构的施工周期相对较短,因为它的构件较小、较轻,易于加工和组装。
2.4 灵活性:张弦梁结构具有一定的灵活性,能够适应不同的地质条件和桥梁
跨度要求。
3. 应用领域
3.1 公路桥梁:张弦梁结构广泛应用于公路交通的桥梁建设中,能够满足中小
跨度桥梁的要求,如市政道路、农村公路等。
3.2 铁路桥梁:张弦梁结构也适用于一些低速铁路桥梁,能够承受铁路运营的荷载和要求。
3.3 步行桥:张弦梁结构也被广泛应用于步行桥和人行天桥的建设中,因为它的自重轻、施工周期短。
4. 实际案例
4.1 郑州黄河大桥:位于中国中部城市郑州市的黄河大桥是张弦梁结构的典型代表。该桥全长1502米,跨越黄河,为郑汴铁路和郑周高速公路提供了重要的交通连接。
张弦梁结构的定义和特征
张弦梁结构的定义和特征
张弦梁结构是一种常用的工程结构形式,在桥梁、建筑物和机械设备等领域得
到广泛应用。它由张弦和纵向构件组成,具有独特的构造和力学特性。本文将详细介绍张弦梁结构的定义、特征以及其在实际工程中的应用。
1. 张弦梁结构的定义
张弦梁结构是由一条或多条张弦与纵向构件连接而成的结构形式。其中,张弦
是指材料在受到拉力作用时能够保持直线形状的构件,通常采用钢索、钢带或钢管等材料制作;纵向构件则是指连接在张弦两端,并承受桥面荷载的构件,通常采用钢梁、混凝土梁或钢板等材料制作。张弦和纵向构件之间通过剪力连接件进行连接。
2. 张弦梁结构的特征
(1)高刚度和轻质化:张弦梁结构由于张弦的作用,对桥梁或建筑物的刚度
影响较大。张弦的刚度较高,可以有效抵抗短期荷载和温度变化引起的变形。另外,张弦梁结构的自重相对较轻,可以减小结构的荷载和地基的要求。
(2)抗弯承载能力优越:张弦梁结构的纵向构件负责承受梁桥的荷载和弯矩。张弦在纵向构件两端形成剪力,通过剪力连接件传递至纵向构件,从而实现了较大跨度区间内的弯矩的有效传递,并能够提供优越的抗弯承载能力。
(3)灵活性和适应性:张弦梁结构可以灵活设计和适应不同的工程需要。通
过增加或调整张弦的数量和纵向构件的尺寸,可以实现不同跨度的桥梁或建筑物设计。此外,张弦梁结构具有一定的调整空间,可应对工程中的变化和调整需求。
3. 张弦梁结构的应用
张弦梁结构广泛应用于桥梁、建筑物和机械设备等领域。在桥梁领域,由于张
弦梁结构具有较大的跨度和较高的刚度,常用于跨越河流、山谷等大跨度桥梁的设
张弦梁结构的基本原理与设计要点分析
张弦梁结构的基本原理与设计要点分析
张弦梁结构是一种常见的桥梁结构形式,具有较好的承载能力和刚性,被广泛
应用于高速公路、铁路、城市桥梁等工程中。本文将对张弦梁结构的基本原理进行分析,并探讨其设计要点,以便提供设计师和研究人员在相关工程中的指导和借鉴。
1. 张弦梁结构的基本原理
张弦梁结构是由上下平行的主梁构成的,主梁上下各有一根或多根张弦,通过
顶部的挖土或拱的形式将张弦与主梁相连接。张弦部分处于受拉状态,能够承受外界荷载并传递到主梁上,主梁则处于受压状态,形成一个整体的结构。张弦梁结构的优点是结构简单、材料利用率高、刚度大、施工方便等。
2. 设计要点
(1)荷载分析:在设计张弦梁结构时,必须充分考虑各种荷载情况,包括静
力荷载、动力荷载以及温度荷载等。合理的荷载分析是设计安全可靠的关键。
(2)梁体设计:主梁的横截面设计直接影响到整个结构的受力性能,因此需
要在设计中充分考虑梁体的刚度和强度。根据梁体的跨度和荷载情况,选择合适的梁体材料和梁体形状,以保证梁体在工作状态下的稳定性和可靠性。
(3)张弦设计:张弦的设计要根据桥梁的跨度和荷载情况来确定。首先需要
确定张弦的数量和布置方式,然后通过计算确定张弦的截面形状和尺寸,以及张弦与主梁的连接方式。在设计过程中,需要充分考虑材料强度、变形、疲劳等因素,以保证张弦在工作状态下的可靠性。
(4)支座设计:张弦梁结构的支座设计是关键,支座的选择和布置直接影响
到桥梁的稳定性和可靠性。合理的支座设计应考虑桥梁的载荷特点、地基条件和建筑物结构特点等因素,以保证桥梁在使用寿命内不产生不均匀沉降和不平衡力。
张弦梁结构的基本原理和设计理念
张弦梁结构的基本原理和设计理念
张弦梁是一种常见的桥梁结构,它采用了一根张拉的曲线形状弦材来承担主要的荷载,并通过横向的梁体将荷载传递到支承部位。本文将介绍张弦梁结构的基本原理和设计理念。
1. 张弦梁结构的基本原理
张弦梁结构的基本原理是通过张弦材的预应力,使得梁体受压和弯曲时能够有效地承担荷载。梁体通常采用混凝土或钢材制作,横截面形状可为矩形、T形或箱形等。张弦材则通常采用钢索或钢带,其在两端固定在墩台上,并通过张拉装置施加预应力。
当荷载作用于梁体时,梁体受拉,而张弦材受压。由于张弦材的预应力作用,梁体在荷载作用下不会产生过大的变形,从而能够有效地分担和传递荷载。同时,张弦材还能够通过调整预应力的大小和位置来控制梁体的形状和荷载分布,从而实现更合理的荷载传递。
2. 张弦梁结构的设计理念
在设计张弦梁结构时,需要考虑以下几个方面的因素:
2.1 荷载分析和设计
在设计过程中,首先需要进行荷载分析,包括静态荷载、动态荷载和温度荷载等因素的考虑。通过合理的荷载估算和分析,确定梁体和张弦材的尺寸和预应力大小,以满足结构的安全性和稳定性要求。
2.2 张弦材的选择和预应力设计
选择适当的张弦材料和预应力方式是设计的重要方面。张弦材料需要具备足够
的强度和刚度,能够抵御常见荷载和环境条件带来的影响。预应力的设计应根据结构的荷载特点和预期变形进行合理的计算和确定。
2.3 梁体布置和横截面设计
梁体的布置和横截面设计决定了结构的整体性能。应根据实际情况合理选择梁
体的形状和尺寸,以满足强度、刚度和稳定性等要求。在横截面设计中,需要考虑梁体和张弦材的相互配合,以及对荷载的合理分配。
张弦梁结构简介
张弦梁结构简介
张弦梁结构是一种工程结构形式,通常用于桥梁、天桥、体育场馆等建筑物中。它采用张力元件和弯曲元件的组合,能够在跨度较大的情况下提供稳定的支持。以下是对张弦梁结构的简要介绍。
1. 结构原理:
张弦梁结构的基本原理是通过弦杆(通常为索或钢缆)来传递横向荷载,而通过梁体(通常为混凝土梁或钢梁)来承受纵向荷载。这种结构形式使得梁体在受力时能够更加高效地工作,适用于大跨度的建筑项目。
2. 张弦元件:
张弦梁结构中的张弦元件通常为预应力混凝土、钢缆或钢索。这些元件受到预应力的影响,能够有效地承受张拉力,使整个结构更加坚固和稳定。
3. 梁体元件:
梁体元件是张弦梁结构中的另一个重要组成部分,它承受纵向的荷载,通过梁体将荷载传递到支座上。梁体可以采用混凝土、钢或其他合适的材料,以满足工程设计和荷载要求。
4. 适用范围:
张弦梁结构适用于跨度大、荷载要求高的建筑项目。常见的应用领域包括:
•桥梁:张弦梁结构常用于建造大跨度的桥梁,例如悬索桥和斜拉桥,以实现更好的结构性能和通行能力。
•体育场馆:用于搭建体育场馆的屋顶结构,提供大空间、无遮挡的观赛体验。
•天桥和人行桥:在城市景观设计中,张弦梁结构常用于横跨道路或河流的天桥,以创造美观且具有设计感的空间。
5. 优势:
5.1 大跨度:张弦梁结构能够实现大跨度的设计,使得建筑能够在不增加支点的情况下跨越更大的空间。
5.2 结构轻量化:张弦梁结构采用轻量化的张弦元件,减轻了整体结构的自重,提高了结构的经济性。
5.3 美观性:由于张弦梁结构的特殊设计,其外观通常具有艺术性和美观性,适用于对建筑外观有要求的项目。
张弦梁结构的优缺点及发展趋势
张弦梁结构的优缺点及发展趋势
张弦梁结构是一种常用的工程结构形式,具有许多优点和一些不足之处。在本文中,我们将重点讨论张弦梁结构的优点、缺点以及其未来的发展趋势。
首先,张弦梁结构具有以下优点:
1. 高强度:张弦梁结构采用了张紧钢索作为主要承载元素,因此具有很高的强度。它可以承受大量的荷载,并且在长期使用过程中保持结构的稳定性和完整性。
2. 轻质化:张弦梁结构相对于其他结构形式,具有较低的自重。这使得它在大跨度和超高层建筑等工程项目中具有重要的应用价值。轻质化的特点还能减少基础工程的投资,并提高建筑物的整体经济效益。
3. 灵活性:张弦梁结构的设计灵活性较高。它可以通过改变钢索的张紧程度和形状,来适应不同的荷载和施工要求。这种灵活性使得张弦梁结构适用于各种复杂的建筑设计。
4. 节能环保:相比传统的混凝土结构,张弦梁结构的制造过程中所需的能源消耗更低。此外,它所使用的钢材可以回收再利用,减少资源浪费。因此,张弦梁结构对于减少能源消耗和环境污染具有积极的贡献。
尽管张弦梁结构具有许多优点,但也存在一些不足之处:
1. 维护成本较高:张弦梁结构在施工过程中依赖复杂的张拉系统,这对结构的维护带来了额外的成本。钢索的定期检测和维护需要专业的设备和技术,并且可能需要停工时间。因此,维护成本较高是其一个缺点。
2. 张紧控制要求高:张弦梁结构的稳定性直接依赖于钢索的张紧程度。因此,需要精确的张紧控制来确保结构的稳定性和安全性。由于张紧过程的复杂性和关键性,对施工工人和技术人员的要求较高,一旦出现错误可能给结构带来重大影响。
张弦梁结构
张弦梁结构
张弦梁结构最早是由日本大学M.Saitoh教授提出,是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系,其结构组成是一种新型自平衡体系,是一种大跨度预应力空间结构体系,也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势,并且制造、运输、施工简捷方便,因此具有良好的应用前景。
张弦梁结构的受力机理
目前,普遍认为张弦梁结构的受力机理为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得以减少,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。一般上弦的压弯构件采用拱梁或桁架拱,在荷载作用下拱的水平推力由下弦的抗拉构件承受,减轻拱对支座产生的负担,减少滑动支座的水平位移。由此可见,张弦梁结构可充分发挥高强索的强抗拉性能改善整体结构受力性能,使压弯构件和抗拉构件取长补短,协同工作,达到自平衡,充分发挥了每种结构材料的作用。
所以,张弦梁结构在充分发挥索的受拉性能的同时,由于具有抗压抗弯能力的桁架或拱而使体系的刚度和稳定性大为加强。并且由于张弦梁结构是一种自平衡体系,使得支撑结构的受力大为减少。如果在施工过程中适当的分级施加预拉力和分级加载,将有可能使得张弦梁结构对支撑结构的作用力减少的最小限度。
张弦梁结构的分类
张弦梁结构按受力特点可以分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。
平面张弦梁结构是指其结构构件位于同一平面内,且以平面内受力为主的张弦梁结构。平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为三种基本形式:直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字型张弦梁结构。
张弦梁结构的定义与特点
张弦梁结构的定义与特点
张弦梁结构是一种常用于桥梁、天桥、屋顶等工程中的结构形式。它由一根或
多根张紧的弦索以及与之垂直的支撑构件组成。张弦梁结构具有以下几个特点:
1. 张紧的弦索:张弦梁结构的主要特点是采用张紧的弦索来承载荷载。这些弦
索通常由高强度材料制成,如钢索或预应力混凝土。通过张紧这些弦索,使其在整个结构中承担主要的拉力,从而分担荷载。这种设计方式能够有效减轻结构的重量,提高整体刚度和稳定性。
2. 支撑构件:张弦梁结构在弦索上方会设置支撑构件,用于支撑和稳定弦索。
这些支撑构件通常由横梁或桁架组成,可充当梁的作用。支撑构件的布置和形式可以根据实际需要进行灵活设计,以满足结构的荷载要求和美观要求。
3. 跨度较大:张弦梁结构适用于跨度较大的工程,如桥梁、天桥等。弦索的张
紧状态能够提供较大的支撑能力和刚度,使结构能够承受较大的荷载。因此,张弦梁结构在大跨度工程中被广泛应用,能够有效减少中间支点数量,提高工程造价性能比。
4. 减轻结构重量:张弦梁结构的设计使得结构的重量相对较轻。弦索的张紧状
态使得结构整体呈现出较高的刚度,从而可以减少需要使用的材料量。此外,相比于传统的梁柱结构,张弦梁结构能够在一定程度上减少结构的自重,提高工程的经济性和可持续性。
5. 空间形态灵活:张弦梁结构的支撑构件可以灵活地设计为各种形态,使得整
个结构在空间上具有丰富的变化和美观性。这种设计特点使张弦梁结构适用于不同风格和功能需求的建筑项目,有利于提高工程的审美效果。
总而言之,张弦梁结构是一种具有独特特点的工程结构形式。通过张紧的弦索
张弦梁结构的定义及特点
张弦梁结构的定义及特点
张弦梁结构是一种常见的钢结构形式,它由张弦、拉杆、支撑和刚性节点构成。张弦梁结构具有独特的设计理念和优越的性能特点,被广泛应用于桥梁、体育场馆、机场航站楼等大跨度建筑中。本文将深入探讨张弦梁结构的定义及其主要特点。一、定义
张弦梁结构是一种由张弦和拉杆构成的建筑结构形式。张弦是张力作用下的直
线构件,梁体则由横向梁和纵向拉杆组合而成。横向梁负责承受荷载,而纵向拉杆则通过拉伸状态来保证横向梁的稳定性。
二、特点
1. 高刚度:张弦梁结构的主要特点之一是其高刚度。由于张弦梁结构采用悬索
原理,张弦处于受拉状态,因此具有较高的刚度。这种高刚度使得张弦梁结构能够承受大荷载,并能够抵抗外部扰动,同时能够保持结构的稳定性。
2. 大跨度:张弦梁结构的另一个显著特点是其适用于大跨度建筑。由于张弦梁
结构的张弦能够有效地分担荷载,梁体能够更加轻盈,因此可以应用于大跨度建筑,如桥梁、机场航站楼等。这种结构形式不仅能够减少建筑材料的使用量,还能够提高建筑的整体美观性。
3. 高强度:张弦梁结构的材料采用高强度钢材或高性能混凝土,具有较高的抗压、抗弯和抗拉强度。这种高强度使得张弦梁结构能够承受大荷载且不会发生显著的变形和破坏。与传统的梁柱结构相比,张弦梁结构更加稳定和安全。
4. 施工便利:张弦梁结构具有较为简单的构造形式和施工方法,使得其施工过
程更加便利。钢材的可塑性和可焊性使得张弦梁结构的制作和安装更加容易。此外,由于张弦梁结构的单元化设计和预制工艺,可以在工厂进行预制,然后进行现场的拼装施工,缩短工期,提高施工效率。
张弦梁结构介绍
张弦梁结构介绍
张弦梁结构是一种常见的结构形式,也是工程学中应用较广泛的一种结构。它
由张弦和承重梁构成,通过张弦的作用使得梁体承受力的一种结构形式。这种结构形式能够承受较大的受力,并且具有良好的结构性能和稳定性。下面将从结构特点、应用领域、设计原则等方面对张弦梁结构进行介绍。
首先,张弦梁结构的特点之一是具有较高的刚度和强度。张弦的拉力作用使得
梁在承受外载荷时能够有很好的抗弯刚度和承载能力。这些特点使得张弦梁结构在很多工程领域中得到了广泛应用。
其次,张弦梁结构还具有较好的抗振性能。由于张弦可以对梁体施加预拉力,
使得梁结构能够在振荡负载作用下保持稳定,减小振动幅度,从而提高了结构的稳定性和安全性。
此外,张弦梁结构还具有良好的经济性和施工性。由于张弦梁结构采用预拉力
设计,可以减小梁体的材料消耗,减轻结构的自重,降低成本。同时,预制构件的使用还可以加快施工进度,提高工程效率。
张弦梁结构在工程领域中有广泛的应用。一方面,它常被用于大跨度桥梁的设
计和施工。大跨度桥梁需要能够承受重大水平荷载和垂直荷载的结构形式,张弦梁结构正是满足这些要求的一种理想选择。另一方面,张弦梁结构还被应用于航天器、飞机和高铁等领域。这些领域对结构的轻量化、高强度和抗振性能有较高的要求,而张弦梁结构恰能满足这些需求。
在设计张弦梁结构时,需要遵循一些基本原则。首先,要保证张弦的受力均匀,避免出现过大的张弦拉力差距,以免引起结构的非线性变形和破坏。其次,要合理确定张弦的预拉力。预拉力过大会导致梁体压缩变形较大,降低结构稳定性,预拉力过小则会降低梁的承载能力。最后,在梁体的选择和设计中,需要考虑材料的强度、刚度、耐久性等因素,确保结构的可靠性。
张弦梁的基本概念与结构组成
张弦梁的基本概念与结构组成
张弦梁是一种常见的结构形式,广泛应用于桥梁和建筑工程中。它由主梁、张弦、纵撑及横撑等构件组成,具有较好的刚度和稳定性。本文将介绍张弦梁的基本概念和结构组成。
一、概念与特点
张弦梁是以张弦(或斜索)作为主要受力构件的桥梁或建筑结构。张弦的作用是在受力状态下将荷载传递给主梁,并通过主梁将荷载分散到支座上。张弦通常由高强度材料制成,如钢索或预应力混凝土。其特点主要有以下几点:
1. 高刚度:张弦梁在荷载作用下能够保持较好的刚度,具有较高的承载能力和稳定性。
2. 稳定性好:张弦梁的结构形式使其在受力状态下能够保持较好的稳定性,并降低结构变形和振动。
3. 施工期较短:张弦梁采用悬臂施工方式,可以大大缩短施工周期,提高施工效率。
二、结构组成
张弦梁主要由以下几个构件组成:
1. 主梁:主梁是张弦梁的主要承载构件,它具有横向刚度和稳定性,负责将荷载传递到支座上。主梁通常采用钢桁架或混凝土梁,具有足够的强度和刚度来承受荷载。
2. 张弦:张弦是张弦梁的核心构件,负责承受梁体所受的拉力。张弦一般采用高强度材料制成,如钢索或预应力混凝土。张弦可根据实际需要进行布置,可以是斜拉形式或垂直形式。
3. 纵撑:纵撑起到稳定主梁的作用,防止主梁的弯曲和变形。纵撑通常由钢材制成,固定在主梁上方或下方。
4. 横撑:横撑用于连接主梁和张弦之间,增加结构稳定性和强度。横撑通常由钢材制成,连接在主梁和张弦上,形成一个稳定的三角结构。
以上是张弦梁的基本概念与结构组成。张弦梁作为一种常用的桥梁和建筑结构形式,具有较好的刚度和稳定性,广泛应用于各种工程项目中。不同具体项目的张弦梁结构设计和施工会有一定差异,需要根据具体情况进行调整和优化。
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关于张弦梁结构
日本一家游泳馆的馆顶就是张弦梁结构
前天在“西班牙的奥伦塞千禧桥”的文章中谈到了张弦梁结构,一些朋友问我什么是张弦梁,以及受力特性。在此,借博客再进一步说说,做一些概念上的说明。
张弦梁结构早期由前南斯拉夫和日本学者各自独立提出。南斯拉夫学者称之为双弦结构(Two Chord Structure),日本学者则称为张弦梁结构(Beam String Structure),目前在中国还是以张弦梁的叫法为主。
在中国,张弦梁结构的架设是在上个世纪九十年代。国内第一次应用就是1999年在上海浦东国际机场的航站楼,最大跨度的水平投影长度82.60米。后来,在广州国际会议展览中心、哈尔滨国际会议中心、北京全国农业展览馆中心及国家体育馆先后采用了张弦梁结构。
张弦梁结构主要由柔性索和刚性梁或拱、再加上撑杆组成。其中梁或拱作为结构的上弦部分,索作为结构下弦部分,通过预应力及撑杆的作用形成张弦梁整体结构,预应力锚固在上弦杆两端部。
从受力来看,由于张弦梁结构的下弦索预应力作用,有向径向作用力,这个力通过撑杆传递到上弦杆下部,形成了对梁体或拱的弹性支撑。所以在相同荷载作用下,对于同样的结构如果有张弦梁支撑会使结构内力大为降低,从而达到减少截面面积,降低结构自重减少材料用量的目的。从另一个方面来说,由于张弦梁的作用也是结构的跨越能力得以提升,所以在大跨度的厂房,候机厅及体育馆所都会优先考虑张弦梁结构。
张弦梁结构的特点可以归纳出这几个方面。结构简单,受力明确,轻盈而通透,跨越能力达,便于工厂化制造、运输及安装;对于空间的张弦梁结构更是刚度大、稳定性好。故此,张弦梁在大跨度的工业与民用建筑中广泛的应用,新建桥梁上应用目前只是一种起步,相信以后会作为结构一部分加以利用或作为独立结构架设。
2007年在上海的时候,在浦东国际机场候机,就发现了张弦梁结构。当时只是没有像今天感觉这样深刻,也没有今天这种认识深度。出于本能,还是拿出了单发数码拍了下面的几张照片。今天看来,我的第六感官仍在起着作用,只是在有形与无形之间那种潜意识的东西一直在向外涌出,支撑着我对自己专业的思考与执着。
西班牙的奥伦塞千禧桥在主跨跨中就用到了张弦梁,不过它是以斜拉结构加劲的辅助结构出现的。所以,在桥梁加固工程上根据现场情况有可能用到张弦梁,把它作为一种技术的手段还是很可行的!
日本一家购物中心的屋顶也是用的张弦梁结构
购物中心屋顶张弦梁结构的大样照片。可以肯定的是上弦杆为空间桁架,配以Y字形的撑杆,从而形成张弦梁。
北京农业展览馆馆顶的张弦梁结构,跨度很大喔。
上海浦东国际机场航站楼就是采用的张弦梁结构。这是中国大陆第一个采用张弦梁结构的建筑。
张弦梁结构布置的像蓝天白云一样,美得叫人死去活来!
上海浦东国际机场航站楼的张弦梁结构大样照片。这种构件裸露尽显了工业时代的造化,也展露出当代技术人员的聪敏才智。