湖南鋼結構公司認為張弦梁結構是通過撐桿連接梁(拱)和索而形成的一種新型雜交結構形式,通過對下弦索施加預應力可以使結構形成整體共同參加工作。預應力加固工程下弦索的預應力,通過撐桿使梁產(chǎn)生與使用荷載作用時相反的位移,從而部分抵消了外荷載的作用;聯(lián)系索與梁之間的撐桿對于上弦梁起到了彈性支撐的作用,可以減小上弦梁的彎矩;同時,下弦索負擔外荷載對上弦梁產(chǎn)生的外推力,從而不會對邊緣構件產(chǎn)生水平推力,整體結構形成自平衡體系。
湖南鋼結構公司認為通常認為隨著預應力的增大,結構的變形將減;已有的一些對張弦梁結構的研究工作也得出類似結論,認為增大預應力可以有效的減小變形和上弦梁的正應力,有益于結構性能的改善。但是,分析該結構,必須區(qū)分其在施加預應力前后的狀態(tài),即零狀態(tài)和初始態(tài),本文定義零狀態(tài)為體系在無自重、無預應力作用時的放樣狀態(tài);初始態(tài)為體系在自重和預應力作用下的自平衡狀態(tài)。為求解零狀態(tài)幾何參數(shù)和初始態(tài)預應力分布提出了逆迭代法,但是無法在此基礎上連續(xù)進行承受外荷載作用下的分析。因而以往的一些對張弦梁結構力學性能的研究并未區(qū)分這兩種狀態(tài),同時對預應力張拉過程中的位移(初始態(tài)位移)和承受使用荷載作用下的位移(荷載態(tài)位移)也未區(qū)分,這就可能造成對該結構力學性能的誤識。
鋼結構公司介紹說,預應力的增大對于張弦梁結構位移的影響是很小的,尤其對豎向位移而言,更是微乎其微;在大跨度的情況下,由于僅僅依靠上弦梁的剛度是不足以抵抗結構自重和外荷載的,所以要通過預應力這個媒介,使梁、索、桿形成整體參與工作,從而使結構的整體剛度大大增加;但是單就預應力本身來講,它的增大導致所有內(nèi)力項都增大,但并不能有效地增加結構的剛度,所以預應力所起的作用主要就是使屋架形成整體結構。
就預應力對張弦梁結構內(nèi)力的影響來看,預應力的增大會導致結構所有內(nèi)力項都相應增大,對于上弦梁的主要內(nèi)力項彎矩的影響尤為顯著,這是不利于結構受力性能的改善的。所以,在實際工程中預應力的取值必須合理,該取值范圍應當是在使結構形成整體的時候,初始態(tài)至荷載狀態(tài)的過程中,應盡可能地減小上弦梁的彎矩和軸力。