新型張弦結(jié)構(gòu)張拉及靜力性能試驗(yàn)研究.pdf

1、寶雞跳水館屋蓋體系采用了一種新型的張弦結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)張弦梁結(jié)構(gòu)相比,其最大的特點(diǎn)有以下幾處:(1)單榀屋架中,下弦采用兩條鋼拉索,兩拉索在跨中位置交匯且整體呈空間曲線形態(tài)分布;(2)在豎向構(gòu)件中,不僅采用圓鋼管作為腹桿,且同時存在多組斜拉桿構(gòu)件;(3)上弦剛性結(jié)構(gòu)由形態(tài)不同的部分共同組成;(4)沿結(jié)構(gòu)縱向,上弦結(jié)構(gòu)與下弦拉索形態(tài)呈不規(guī)則變化,結(jié)構(gòu)高端變化幅度較大,越靠近低端支座變化越小;(5)單榀屋架東西兩側(cè)的上弦結(jié)構(gòu)及豎向構(gòu)件形態(tài)不同,

2、上弦平面整體存在傾斜。
　　當(dāng)結(jié)構(gòu)的形態(tài)及組成發(fā)生變化時,必然導(dǎo)致其力學(xué)性能的改變。本結(jié)構(gòu)中采用鋼拉桿和高強(qiáng)鋼拉索兩種預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,預(yù)應(yīng)力張拉順序和張拉方案也可展開深入探討。為了進(jìn)一步探究新型張弦結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工順序及靜力性能,本文以寶雞跳水館新型屋蓋結(jié)構(gòu)作為研究對象,提取并設(shè)計單榀1/5縮尺模型進(jìn)行了試驗(yàn)研究與理論分析,主要研究內(nèi)容和研究成果如下:
　　首先對傳統(tǒng)混合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、現(xiàn)狀及現(xiàn)有靜力分析方法做以簡要論述,以此明晰該新

3、型張弦結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及本文所采用的分析方法。
　　本文進(jìn)行了張弦結(jié)構(gòu)大比例模型試驗(yàn)。試件跨度11.88m,高跨比0.053,垂跨比0.044。觀察了結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力及外荷載作用下的位形及內(nèi)力變化,完成了結(jié)構(gòu)張拉及靜力性能試驗(yàn)。結(jié)果表明,采用雙索四節(jié)點(diǎn)同時張拉及斜拉桿同節(jié)點(diǎn)高端依次張拉的預(yù)應(yīng)力施工方案可獲得較好的張拉效果;結(jié)構(gòu)在各荷載組合作用下均表現(xiàn)出色,半跨活荷載作用下結(jié)構(gòu)整體性保持較好,各部分位移、內(nèi)力變化均勻;1.5倍設(shè)計荷載作用下結(jié)

4、構(gòu)最大撓度僅為跨度的1/340,遠(yuǎn)小于1/250的最大限值;上弦結(jié)構(gòu)主要承受軸力作用,最大軸力在第8節(jié)間取得僅為137.92kN-。
　　在有限元分析部分,通過對52種不同施工方案的分析比較,為試驗(yàn)選定了最終的張拉方案,并對結(jié)構(gòu)靜力性能做了細(xì)致研究,得到了有益的結(jié)論。分析表明,斜拉桿采用同節(jié)點(diǎn)張拉要優(yōu)于同節(jié)間張拉;靜力荷載下,結(jié)構(gòu)低側(cè)部分豎向剛度較弱,上弦結(jié)構(gòu)主要承受軸力作用,所受彎矩很小。荷載對結(jié)構(gòu)的非線性影響不明顯。該結(jié)構(gòu)整體