预应力张弦梁结构是由刚性上弦、预应力拉索及腹杆连接形成的混合杂交自平衡结构体系，结构受力合理，自重轻，近年来广泛应用于大跨结构屋盖体系中。然而，由于结构中存在预应力，拉索锚固节点铸体材料熔点低，且高温下预应力索体强度退化更为严重等因素，张弦梁结构抗火性能比普通结构钢更差。但是，国内外对于预应力张弦梁结构抗火研究很少，在工程实践中按普通钢结构进行抗火设计，造成极大的安全隐患。本项目通过试验研究、理论分析，从材料、节点、构件、结构层次对预应力张弦梁结构抗火关键技术问题开展了较为的系统研究：1）对1860MPa级钢丝进行了高温热膨胀系数试验研究，揭示了温度对热膨胀系数的影响，建立了高温热膨胀系数拟合公式；2）对1860MPa级钢绞线、1860MPa级预应力钢丝等进行了高温稳态拉伸试验研究，建立屈服强度、极限强度、弹性模量与温度之间的关系模型、以及高温应力-应变本构关系模型，给出了抗火设计强度指标取值；3）对预应力索进行了高温应力损失试验研究，研究了不同温度、不同初始应力下的应力损失规律，提出预应力索高温应力损失理论算法；4）研究提出了5种预应力索体防火保护方法，并通过标准火灾升温试验，对方法有效性、可行性进行了验证；5）对钢绞线-热铸锚锚固节点进行了耐火性能试验研究，建立了锚固节点高温承载力计算公式；6）对预应力张弦梁进行了抗火试验，研究了火灾全过程中索体内力、张弦梁变形、温度分布随时间的变化规律，以及初始预应力水平、荷载比、火灾升温曲线对张弦梁抗火性能的影响，揭示了破坏模式与破坏机理；7）对预应力张弦梁进行了有限元数值参数分析，重点研究了初始预应力比、荷载比、受火条件等因素对张弦梁抗火性能的影响；进而提出了预应力张弦梁抗火安全判定准则、抗火承载力实用计算方法以及防火设计方法。本项目研究结果对预应力张弦梁结构抗火设计具有理论意义和应用价值，对于预应力钢结构抗火研究也具有参考意义。 2100433B

预应力张弦梁结构是工程常用的大跨度结构形式。由于火灾下钢材性能退化和热膨胀导致拉索预应力严重损失、拉索锚固节点铸体材料（低熔点锌铜合金、环氧树脂）熔点低等不利因素影响，张弦梁结构抗火性能远比普通钢结构差，但目前国内外对此研究很少。为此，本项目拟采用试验和有限元理论、基于极限平衡状态的温度增量迭代分析法相结合的研究方法，从材料、节点、构件、结构层次对预应力张弦梁结构抗火关键技术问题开展系统研究，揭示火灾作用对索体材料力学物理性能、索体锚固节点受力性能、预应力张弦梁受力性能的影响规律，建立索体材料的热膨胀系数、强度、弹性模量与温度之间关系模型以及高温应力-应变本构关系模型，建立火灾下索体升温及预拉力损失简化计算方法、索体锚固节点防火设计方法、张弦梁抗火承载力实用计算方法，提出预应力张弦梁抗火安全准则，系统地解决预应力张弦梁抗火分析及防火设计问题，为工程设计及规范编制提供依据。

本书对预应力张弦结构的抗连续倒塌分析方法、抗连续倒塌性能、提高抗连续倒塌能力的措施等进行了系统研究。具体内容包括：根据大跨空间结构的受力特性和荷载特点，提出基于频率灵敏度的对称分组方法来判断大跨空间结构的关键构件；在ANSYS上二次开发出空间结构静力仿真分析程序，为空间结构抗连续倒塌设计提供依据；提出采用预应力等效荷载法模拟张弦结构的拉索失效；给出防止张弦结构发生上弦局部破坏和撑杆连锁破坏的充分条件；提出采用应力比值法研究张弦结构的动力放大系数。结合新广州火车站和天津梅江会展中心张弦结构的抗连续倒塌设计，探讨大跨空间结构抗连续倒塌的设计方法，提出多种张弦结构抗连续倒塌的措施。

前言

第1章绪论

第2章结构重要构件判断方法

第3章基于频率灵敏度的关键构件判断方法研究

第4章考虑初始缺陷的空间结构连续倒塌静力仿真分析

第5章索失效的模拟方法研究

第6章撑杆截面和间距对连续倒塌的影响

第7章应力比值法研究张弦结构的动力放大系数

第8章提高结构抗连续倒塌性能的措施

第9章新广州火车站屋盖结构抗连续倒塌性能分析

第10章天津梅江会展中心抗连续倒塌性能分析 2100433B

第一章 工程概况

第一节 哈尔滨国际会议展览体育中心工程概况

第二节 哈尔滨国际会议展览体育中心主馆工程概况

第二章 张统桁架结构设计

第一节 张弦结构的特点及工程应用

一、张弦结构概述

二、张弦结构的特点

三、张弦结构的工程应用

第二节 张弦结构的形式及分类

一、平面张弦染结构

三、空间张弦染结构

第三节 平面张弦染结构的结构性能和一般原则

一、平面张弦染结构的结构性能

二、张弦梁结构的形态定义和力学特性

三、张弦梁结构的预应力特性

四、平面张弦梁结构平面外称定和屋面支撑系统设计

五、张弦梁结构的抗风和抗震设计

第四节 平面张弦梁结构的结构分析方法

一、平面张弦梁结构分析的一般原则

二、平面张弦梁结构预应力分析

三、平面张弦梁结构放样形状的分析

第五节 索拱体系的解析分析方法

一、施加预应力阶段的计算

二、加载阶段的计算

第三章 哈尔滨国际会展体育中心屋盖张弦桁架结构设计

第一节 主馆结构形式介绍

一、整体结构形式简介

二、单榀张弦桁架及其支座

第二节 张弦桁加结构分析与设计

一、张弦架结构参灵敏

二、荷载设计参数选用

三、荷载工况

四、静力分析结果

五、地震作用分析

六、预应力的施加及结构放样形状的确定

七、哈尔滨国际会展体育中心工程设计体会

第四章 大型张弦梁结构的施工方法

第一节 施工方法概述

一、拼装施工法

二、滑移施工法

三、整体吊装法

四、整体提升法

五、整体顶升法

第二节 哈尔滨会展主馆张弦桁架拼装施工技术

一、拼装施工概述

二、散件拼装

三、整体拼装

第三节 哈尔滨会展主馆张弦桁架吊装施工技术

……

第五章 大型张弦梁结构金属屋面系统的设计

第六章 大型金属屋面系统施工

附录

参考文献

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