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摘要：张弦梁结构在大跨度建筑中应用越来越广，对其需求也越来越明显。但张弦梁属国内相对新型的结构类型，可查的资料少之又少、研究还不成熟，施工质量控制尚不完善。本文结合工程实例简要介绍了张弦梁结构的特征和人字形张弦梁结构施工质量控制重难点。
关键词：张弦梁结构；人字形；铰接点；施工质量；施工仿真模拟计算；
1 引言
张弦梁结构最早由日本大学M.Saitoh教授提出，是一种新型杂交屋盖体系，由刚性构件上弦、柔性拉索下弦和中间撑杆组合形成的混合结构体系，该结构根据受力不同可分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。平面张弦梁结构构件位于同一平面内且受力以平面内为主。空间张弦梁结构是以平面张弦梁结构为基本组成单元，通过不同形式的空间布置所形成的张弦梁结构。
平面张弦梁结构根据结构上弦形状不同划分为：直线型、拱形、人字型张弦梁结构。直线型张弦梁结构主要用于楼板和小坡度屋面结构，拱形张弦梁结构充分发挥了上弦拱得受力优势适用于大跨度的屋盖结构，人字型张弦梁结构适用于跨度较小的双坡屋盖结构。
2 张弦梁结构工程实例及施工质量重难点控制
2.1工程概况
铁科院科研业务用房工程屋面采光顶位于结构机房层顶（标高29.100m～31.000m），采用人字形张弦梁空间结构体系，由方钢管张弦梁及方钢管钢柱、方钢管梁组成。单榀张弦梁的正立面图如下图所示：
采光顶张弦梁的正立面图
采光顶三维轴测图
各主要构件尺寸见下表所列：
2.2施工重难点分析
（1）撑杆数量多
张弦梁结构撑杆数量越多保证撑杆的竖直难度越大，大量的撑杆和节点增加了整个结构制作及安装误差，对结构各个部件的精确定位安装不利。
（2）安装精度高
撑杆的垂直度对整个建筑的造型有至关重要的影响，人的视觉感官对撑杆垂直度更加敏感，因此必须有可靠的技术、施工措施来保证撑杆的安装精度。
（3）节点复杂
张弦梁结构节点种类繁多，尤其是铰接节点多，为了保证构件的顺利安装和施工，必须结合现场的实际情况进行节点深化设计和张拉工装的设计。
（4）预应力钢结构施工复杂
预应力钢结构的施工有着其自身的复杂性，必须要有详尽的施工方案、异形节点深化设计和施工过程仿真模拟等手段作为技术保障。
2.3 施工质量控制
2.3.1节点深化设计
施工前需对张弦梁与固定支座处节点、撑杆与上弦杆连接节点、撑杆与钢拉索连接节点的深化，深化时应综合考虑各种不利因素。节点深化设计是保证张弦梁整体施工质量的关键步骤。
2.3.2张拉工况设计
由于在预应力钢索张拉完成前结构尚未成形，结构整体刚度较差，因此需应用有限元计算理论，使用有限元计算软件进行预应力钢结构的施工仿真计算。
本工程计算采用Midas进行施工仿真计算模拟分析按照设计图纸建立Midas有限元计算模型，支座约束形式按照设计图纸及设计要求，按照实际施工过程进行建立；按照工程实际，在屋面联系横梁安装完成后，张拉到100%后，拉索中的索力如下图所示，张弦梁在端部张拉，索力控制值为50.1KN：
张拉完成后拉索内的拉力值（KN）
张拉完成后水平位移如下图所示，柱子端最大位移为0.112mm
张拉完成后单榀张弦梁的水平位移值（mm）
张拉完成后的起拱值（竖向位移）如下图所示，张弦梁跨中最大位移为0.8mm
张拉完成后单榀张弦梁的起拱值（mm）
2.3.3钢架现场拼装
钢架现场拼装精度的高低直接影响张弦梁整体的受力结构，因此必须高度重视。现场拼装钢架应定制拼装专用胎膜架，将钢梁吊上胎架后按平台上的胎架地线配以全站仪进行精确定位。定位时以胎架上的投影线为基准进行检查，并注意组装间隙，测量合格后进行固定，固定需有适当稳固措施。
2.3.4撑杆竖直的保证措施
对于张弦梁结构来说，撑杆作为上部刚性结构与下部柔性结构的连接者，在结构中起着承上启下的重要作用。撑杆是否竖直对结构的受力影响较大，同时也决定了张弦结构在空间上的优美造型能否体现。因此对撑杆
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论文作者:付会彬1,刘福明2,霍得明3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/9/30
标签：结构论文; 撑杆论文; 节点论文; 位移论文; 上弦论文; 预应力论文; 平面论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;