弦支式互承网格结构受力性能试验及有限元分析

互承网格结构是一种由杆件相互搭接所构成的空间结构,具有节点构造简单、安装快速、结构杆件与建筑表皮一体化等特点,但是存在结构刚度相对较小的问题。在不改变互承网格构形的前提下,为了改善其力学性能,提出了弦支式互承网格结构。该结构通过树状撑杆将上弦互承网格与下弦索相结合,实现协同工作。以跨度为4 m的弦支式互承网格结构模型为研究对象,通过静力加载试验验证了该结构可行性,并分析了其在试验荷载下的受力性能。通过有限元分析了实际尺度弦支式互承网格结构模型的受力性能,通过参数分析研究了矢跨比和预应力对结构的影响。研究结果表明:在试验荷载下,弦支式互承网格结构可以有效降低互承网格的位移与应力,测点位移降幅为30%以上,测量截面应力降幅为15%以上;在均布荷载作用下,弦支式互承网格结构的上弦杆件最大应力具有旋转对称性,结构稳定承载力高于常规互承网格结构,相同荷载下位移明显小于常规互承网格结构;弦支式互承网格结构最大位移随着矢跨比增大而减小,矢跨比过大时会导致树状撑杆长度较大,导致结构稳定承载力下降。