（中国民航大学机场学院， 天津 300300）

［摘要］荷载缓和装置能缓和构件内力、自动调整结构形状，实现结构自我保护。介绍了一种新型荷载缓和装置，给出了其在单向张弦梁结构中的应用，采用ANSYS有限元软件对构件内力和结构位移进行了理论计算，讨论了其对张弦梁结构静力性能的改进，并分析了桁架间距、跨度、预应力值和弹性刚度系数对荷载缓和效果的影响。结果表明，荷载缓和装置通过调整结构形状使结构内力重分布，降低杆件峰值内力及受压杆件内力，充分利用材料强度，有效改善了单向张弦梁结构静力性能。该新型荷载缓和装置拓展了荷载缓和体系的应用范围。

［关键词］空间结构; 荷载缓和体系; 张弦梁结构; 静力性能

中图分类号：TU393.3      文献标识码：A       文章编号：1002-848X(2014)04-0078-04

Static mechanical performance research of one-way beam string structure with load relieving system

Liu Guoguang, Wu Zhiwei, Yi Ying

(Airport College of Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China)

Abstract: Load relieving device can significantly relieve internal forces of structural components, automatically adjust structural shape and help structure achieve self-protection. A new type of load relieving device was introduced and is applied in a one-way beam string structure. Internal forces of structural components and structural displacements were calculated theoretically by using ANSYS finite element software. The improvement on the static mechanical performance on beam-string structure by using load relieving device was discussed. And influences of truss distance, span, prestress value and elastic stiffness coefficient on load relieving effect were conducted respectively. The results show that the structural internal forces are redistributed through the adjustment of the structural shape by load relieving device, in which the peak internal forces decrease as well as compression forces of truss components. The material strength is fully used and the structural static mechanical performance of one-way beam string structure is significantly improved. The new type of load relieving device extends the application area of the load relieving system.

Keywords: spatial structure; load relieving system; beam string structure; static mechanical performance

*国家自然基金面上项目（51178456），中国民航大学校级科研项目（2012KYE08），中央高校基本科研业务费中国民航大学专项资助项目（3122013D010），中国民航大学青年骨干教师项目，中国民航大学实验室创新项目（011302）。

作者简介：刘国光，硕士，讲师，Email：ggliu@cauc.edu.cn。

参考文献

［1］MELBOUME C, BULLMAN P. Load relieving roof systems ［C］//B.H.V. Topping. Proceedings of the International Conference on the Design and Construction of Nonconventional Structures. Edinburgh: Civil-Comp Press, 1987: 1-6.

［2］单建，易军，郑勤刚. 荷载缓和体系的受力性能研究［J］. 工程力学，1999，16（3）：38-43.

［3］李旲，刘锡良. 一种构思巧妙的结构——荷载缓和体系的研究［C］//第九届空间结构学术会议论文集. 北京:中国建筑科学研究院，2000：555-562.

［4］黄刚，吴会鹏，高博青，等. 荷载缓和体系的研究现状［J］. 空间结构，2006，12（1）：49-51, 58.

［5］崔晓强， 郭彦林. 采用荷载缓和体系的新型体育场篷盖的形式及分析方法［J］. 工业建筑，2002，32（8）：61-62，38.

［6］黄刚. 环形空腹索桁结构及荷载缓和的实现［D］. 杭州: 浙江大学，2006.

［7］高博青，赵超超，马洪步. 具有荷载缓和功能的鸟巢型索穹顶结构：中国，100593607C［P］. 2007-9-26.

［8］高博青，吴慧，赵超超. 具有荷载缓和功能的肋环型索穹顶结构［J］. 科技通报，2009，25（6）：826-830.

［9］刘国光， 武志玮. 一种具有缓和下弦索内力作用的球节点固定支座：中国，ZL201210075995-9［P］. 2013-10-2.

［10］田向阳，张勇. 张弦梁结构的地震响应分析［J］. 建筑结构，2011，41（S1）：865-870.

［11］李志安，何江飞，高博青. 大跨度张弦梁结构易损性及评估分析［J］. 建筑结构，2013，43（2）：41-44，6.

［12］杜文风，高博青，董石麟. 改进悬臂型张弦梁结构理论分析及试验研究［J］. 建筑结构学报, 2010, 31（11）：57-64.