基于多維度分析的鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架優(yōu)化設(shè)計與精準施工監(jiān)測研究一、引言1.1研究背景與意義隨著人們生活水平的日益提高和健康意識的不斷增強，體育運動在日常生活中占據(jù)著愈發(fā)重要的地位。越來越多的城市和地區(qū)積極投身于體育設(shè)施建設(shè)，并踴躍舉辦各類體育賽事，以滿足民眾對體育活動的需求，同時提升城市的文化形象與綜合競爭力。體育場館作為體育活動的核心載體，其設(shè)計與建設(shè)水平直接關(guān)乎到賽事的舉辦質(zhì)量、運動員的競技表現(xiàn)以及觀眾的觀賽體驗。張弦杵架作為體育場館的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，在體操、蹦床、跳馬等眾多體育項目中發(fā)揮著不可替代的作用。它憑借良好的彈性和穩(wěn)定性，為運動員的高難度動作提供了堅實的支撐，保障了運動員的安全，同時也有助于運動員創(chuàng)造出更好的成績。然而，隨著場館使用年限的增加，以及自然環(huán)境侵蝕、頻繁使用損耗等因素的影響，張弦杵架不可避免地會出現(xiàn)各種問題，如桿體變形、端部松動、支撐塊缺失等。這些問題不僅嚴重影響了器材的正常使用性能，更對運動員的生命安全構(gòu)成了潛在威脅。一旦在比賽或訓(xùn)練過程中張弦杵架發(fā)生故障，極有可能導(dǎo)致運動員受傷，后果不堪設(shè)想。因此，對張弦杵架進行優(yōu)化設(shè)計分析和施工監(jiān)測具有重大的現(xiàn)實意義。通過深入分析桿體材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、支撐點的位置等關(guān)鍵因素，可以有針對性地改進設(shè)計方案，有效提高桿體的穩(wěn)定性和耐用性，從根本上保障器材的正常使用，延長其使用壽命。在施工監(jiān)測過程中，運用先進的監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備，能夠及時發(fā)現(xiàn)桿體變形、支撐塊缺失等細微問題，并迅速采取有效的維修或更換措施，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)，從而顯著提高場館的安全性和服務(wù)水平。從更廣泛的層面來看，對鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架的研究成果，不僅能夠直接應(yīng)用于該場館的設(shè)施改進和維護，還能為其他體育場館的桿類器材設(shè)計和施工監(jiān)測提供寶貴的借鑒與參考。通過總結(jié)和推廣相關(guān)經(jīng)驗，可以推動整個體育場館設(shè)施建設(shè)行業(yè)的技術(shù)進步，提高體育場館設(shè)施的整體安全性和可靠性，為廣大運動員和體育愛好者提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的運動環(huán)境，進而促進體育事業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在張弦杵架的設(shè)計研究領(lǐng)域，國外起步相對較早，憑借先進的材料科學(xué)與力學(xué)分析技術(shù)，在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和理論研究方面取得了一系列成果。例如，美國在一些大型體育場館建設(shè)中，運用先進的有限元分析軟件對張弦杵架結(jié)構(gòu)進行模擬分析，通過對不同荷載工況下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分布研究，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高了結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。歐洲部分國家則側(cè)重于材料的研發(fā)與應(yīng)用，研發(fā)出新型高強度、輕質(zhì)的合金材料用于張弦杵架制作，在減輕結(jié)構(gòu)自重的同時，提升了結(jié)構(gòu)的耐久性和抗震性能。國內(nèi)對于張弦杵架設(shè)計的研究也在不斷深入發(fā)展。隨著計算機技術(shù)和數(shù)值模擬方法的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)學(xué)者利用多種先進的結(jié)構(gòu)分析軟件，如ANSYS、SAP2000等，對張弦杵架的力學(xué)性能進行了全面的分析研究。通過建立精細化的有限元模型，考慮材料非線性、幾何非線性以及接觸非線性等復(fù)雜因素，深入探討了張弦杵架在不同荷載作用下的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律。研究內(nèi)容涵蓋了結(jié)構(gòu)的靜力性能分析、動力性能分析、穩(wěn)定性分析以及抗震性能分析等多個方面。在材料選擇方面，國內(nèi)也在不斷探索適合張弦杵架的高性能材料，結(jié)合國內(nèi)實際情況，開發(fā)出具有良好性價比的鋼材和復(fù)合材料，以滿足不同工程需求。在施工監(jiān)測方面，國外廣泛應(yīng)用先進的傳感技術(shù)和自動化監(jiān)測系統(tǒng)。例如，在一些大型體育場館建設(shè)中，采用光纖光柵傳感器、應(yīng)變片等監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)測張弦杵架在施工過程中的應(yīng)力、應(yīng)變和變形情況。利用自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸和分析，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的異常情況，并通過反饋控制對施工工藝進行調(diào)整，有效保障了施工質(zhì)量和安全。同時，國外還注重施工監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用，建立了完善的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行長期保存和深入分析，為后續(xù)工程提供寶貴經(jīng)驗。國內(nèi)施工監(jiān)測技術(shù)也取得了顯著進展。在張弦杵架施工監(jiān)測中，不僅采用了先進的傳感器技術(shù)，還結(jié)合了全站儀、水準儀等傳統(tǒng)測量設(shè)備，實現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)的全方位監(jiān)測。通過將多種監(jiān)測手段相結(jié)合，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。在數(shù)據(jù)處理和分析方面，國內(nèi)學(xué)者提出了一系列有效的方法，如基于小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的數(shù)據(jù)處理方法，能夠?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)進行準確的特征提取和異常識別。此外，國內(nèi)還加強了施工監(jiān)測技術(shù)的標準化和規(guī)范化建設(shè)，制定了相關(guān)的技術(shù)標準和規(guī)范，為施工監(jiān)測工作提供了有力的指導(dǎo)。盡管國內(nèi)外在張弦杵架設(shè)計與監(jiān)測方面取得了眾多成果，但仍存在一些研究空白與不足。例如，對于復(fù)雜環(huán)境下張弦杵架的長期性能研究還相對較少，尤其是在高溫、高濕、強風等極端環(huán)境條件下，結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和耐久性變化規(guī)律尚未得到充分揭示。在施工監(jiān)測方面，監(jiān)測設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性還有待進一步提高，監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時分析和反饋控制技術(shù)也需要不斷完善。此外，目前對于張弦杵架的優(yōu)化設(shè)計多側(cè)重于結(jié)構(gòu)性能方面，而對于其與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性、美觀性以及可維護性等方面的綜合考慮還不夠充分。這些問題都為本文的研究提供了方向和切入點，具有重要的研究價值和實踐意義。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容對張弦杵架的結(jié)構(gòu)形式和材料選擇展開深入分析。全面考量張弦杵架在實際使用過程中所承受的各類荷載，如運動員的重量、器械的自重以及可能出現(xiàn)的動態(tài)沖擊荷載等，借助先進的力學(xué)分析方法和軟件模擬技術(shù)，深入剖析不同結(jié)構(gòu)形式的力學(xué)性能，包括應(yīng)力分布、變形情況以及穩(wěn)定性等方面。與此同時，廣泛調(diào)研和研究多種可供選擇的材料特性，如鋼材、鋁合金、復(fù)合材料等，綜合考慮材料的強度、剛度、耐久性、成本以及加工工藝等因素，從中篩選出最適合張弦杵架的材料，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能與經(jīng)濟成本的最優(yōu)平衡。深入研究支撐點位置的布置和數(shù)量，以及支撐塊的使用壽命和維修情況。精確分析支撐點位置和數(shù)量對張弦杵架整體穩(wěn)定性和承載能力的影響規(guī)律，通過建立不同支撐點布置和數(shù)量的模型，運用數(shù)值模擬和實驗研究相結(jié)合的方法，獲取詳細的力學(xué)數(shù)據(jù)和性能指標。同時，針對支撐塊的使用壽命和維修情況，收集大量的實際使用數(shù)據(jù)和案例資料，運用統(tǒng)計學(xué)方法和可靠性分析理論，深入探究影響支撐塊使用壽命的關(guān)鍵因素，如材料磨損、疲勞損傷、環(huán)境腐蝕等，并制定出科學(xué)合理的維修策略和更換周期，以確保支撐塊始終處于良好的工作狀態(tài)。選擇合適的施工監(jiān)測方法并加以實施，涵蓋實地檢測、桿體變形監(jiān)測等多個方面。在施工過程中，精心挑選高精度的全站儀、水準儀、應(yīng)變片、位移傳感器等監(jiān)測設(shè)備，科學(xué)合理地布置監(jiān)測點，對張弦杵架的關(guān)鍵部位進行全方位、實時的監(jiān)測。實地檢測主要包括對桿件的尺寸精度、連接節(jié)點的質(zhì)量、材料的實際性能等進行嚴格檢查和測量，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計要求。桿體變形監(jiān)測則是通過對桿體在不同施工階段和荷載條件下的變形情況進行精確測量和分析，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對施工工藝和參數(shù)進行適時調(diào)整，確保施工過程的安全可控。1.3.2研究方法采用文獻資料法，廣泛收集和系統(tǒng)整理與體育桿類器材設(shè)計和施工監(jiān)測相關(guān)的方案、規(guī)范和標準，全面深入地了解器材的基本結(jié)構(gòu)和特性。通過查閱國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊、學(xué)位論文、研究報告以及相關(guān)的行業(yè)標準和規(guī)范等資料，對張弦杵架的研究現(xiàn)狀、設(shè)計理論、施工技術(shù)以及監(jiān)測方法等進行全面的梳理和分析，為本文的研究提供堅實的理論基礎(chǔ)和豐富的參考依據(jù)。運用現(xiàn)場觀察法，對鎮(zhèn)江體育會展館的張弦杵架進行實地勘測和細致觀察，深入了解器材的實際使用情況和存在的問題。在現(xiàn)場觀察過程中，詳細記錄張弦杵架的外觀狀況、結(jié)構(gòu)完整性、連接節(jié)點的牢固程度以及周圍環(huán)境對其的影響等信息。與場館管理人員、運動員和維護人員進行深入交流，了解他們在使用和維護過程中遇到的問題和需求，獲取第一手資料，為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計和施工監(jiān)測提供實際依據(jù)。借助數(shù)值模擬法，運用CAD、ANSYS等專業(yè)工具對桿體和支撐塊進行數(shù)值模擬和強度分析，從而確定張弦杵架的最佳設(shè)計方案。通過建立張弦杵架的三維模型，對其在不同荷載工況下的力學(xué)性能進行模擬分析，得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和變形分布情況。利用模擬結(jié)果，對結(jié)構(gòu)形式、材料選擇、支撐點布置等進行優(yōu)化設(shè)計，提出多種設(shè)計方案，并通過對比分析，確定最佳的設(shè)計方案，提高張弦杵架的性能和安全性。采用施工監(jiān)測法，運用現(xiàn)代化的監(jiān)測儀器，對桿體變形、支撐塊缺失等問題進行及時檢測和詳細記錄，及時發(fā)現(xiàn)問題并迅速采取措施進行調(diào)整和維修。在施工過程中，按照預(yù)先制定的監(jiān)測方案，利用高精度的監(jiān)測儀器對張弦杵架的關(guān)鍵部位進行實時監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時傳輸和分析處理。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，如桿體變形超過允許范圍、支撐塊出現(xiàn)松動或缺失等，立即發(fā)出警報，并采取相應(yīng)的措施進行處理，確保施工質(zhì)量和安全。二、鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架概述2.1結(jié)構(gòu)特點鎮(zhèn)江體育會展館的張弦杵架主要由高強度拉索、剛性桁架以及連接二者的撐桿組成，共同構(gòu)成了一個自平衡的預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系巧妙地融合了剛性構(gòu)件和柔性拉索的優(yōu)點，充分發(fā)揮了材料的力學(xué)性能，展現(xiàn)出卓越的結(jié)構(gòu)性能和獨特的優(yōu)勢。高強度拉索是張弦杵架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件之一，通常采用高強度、低松弛的鋼絲束或鋼絞線制作，具備出色的抗拉性能。在結(jié)構(gòu)中，拉索處于受拉狀態(tài)，能夠有效地承受拉力荷載。拉索通過張拉施加預(yù)應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生向上的反力，從而平衡一部分由屋面荷載等產(chǎn)生的豎向力，顯著減小了剛性桁架所承受的彎矩和剪力。這不僅提高了結(jié)構(gòu)的承載能力，還能有效控制結(jié)構(gòu)的變形，增強了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，拉索的布置方式和預(yù)應(yīng)力大小對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能有著重要影響，合理設(shè)計拉索參數(shù)可以使結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟、高效。剛性桁架一般由上弦桿、下弦桿和腹桿組成，多采用鋼材制作，具有較高的抗彎和抗壓能力。上弦桿主要承受壓力，下弦桿承受拉力，腹桿則起到傳遞力和維持結(jié)構(gòu)幾何形狀穩(wěn)定的作用。在張弦杵架結(jié)構(gòu)中，剛性桁架作為主要的承重構(gòu)件，承擔著屋面?zhèn)鱽淼母鞣N荷載，并將這些荷載傳遞給拉索和下部支撐結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式和桿件尺寸的設(shè)計需要綜合考慮結(jié)構(gòu)的跨度、荷載大小以及建筑空間要求等因素，以確保桁架在各種工況下都能保持良好的力學(xué)性能。撐桿是連接高強度拉索和剛性桁架的重要部件，通常采用圓鋼管或?qū)嵭膱A鋼制作，兩端通過銷軸或焊接與拉索和桁架連接。撐桿的作用是將拉索的拉力傳遞給剛性桁架，并限制拉索的側(cè)向位移，保證拉索和桁架協(xié)同工作。撐桿的長度和間距會影響結(jié)構(gòu)的受力性能和經(jīng)濟性，合理確定撐桿的參數(shù)可以使結(jié)構(gòu)受力更加均勻，提高結(jié)構(gòu)的整體性能。在實際工程中，撐桿的布置方式和數(shù)量需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體情況進行優(yōu)化設(shè)計。張弦杵架的各部件之間通過合理的連接方式協(xié)同工作，形成一個有機的整體。拉索與桁架之間通過撐桿連接，撐桿與拉索、桁架的連接節(jié)點需要具備足夠的強度和剛度，以確保力的有效傳遞。在連接節(jié)點處，通常會采用特殊的構(gòu)造措施，如設(shè)置節(jié)點板、加強焊縫等，以提高節(jié)點的可靠性。此外，拉索的錨固端也是連接的關(guān)鍵部位，需要確保拉索能夠可靠地錨固在基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，防止拉索滑脫。在力學(xué)性能方面，張弦杵架結(jié)構(gòu)具有良好的受力性能和變形性能。由于拉索的預(yù)應(yīng)力作用，結(jié)構(gòu)在承受豎向荷載時，拉索的拉力會隨著荷載的增加而增大，從而有效地抵抗荷載產(chǎn)生的變形。與傳統(tǒng)的桁架結(jié)構(gòu)相比，張弦杵架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布更加均勻，構(gòu)件的應(yīng)力水平相對較低，能夠充分發(fā)揮材料的強度。同時，張弦杵架結(jié)構(gòu)還具有較好的抗震性能，在地震作用下，結(jié)構(gòu)能夠通過拉索的變形和耗能來吸收地震能量，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。其傳力路徑清晰明確。屋面荷載首先傳遞到剛性桁架上，剛性桁架將荷載分解為豎向力和水平力。豎向力通過撐桿傳遞給拉索，拉索在拉力作用下產(chǎn)生彈性變形，將豎向力轉(zhuǎn)化為拉力，并將拉力傳遞給兩端的錨固點。水平力則通過剛性桁架自身的抗彎和抗剪能力以及與下部支撐結(jié)構(gòu)的連接傳遞到基礎(chǔ)。這種傳力路徑使得結(jié)構(gòu)的受力更加合理，能夠充分發(fā)揮各部件的力學(xué)性能，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。2.2功能與應(yīng)用場景在鎮(zhèn)江體育會展館中，張弦杵架作為場館的核心承重結(jié)構(gòu)，在各類體育賽事和活動中發(fā)揮著至關(guān)重要的功能，支撐起整個場館的屋面系統(tǒng)，為場館提供了穩(wěn)定的空間架構(gòu)，確保了場館在不同使用情況下的安全性和可靠性。在大型體育賽事方面，例如舉辦體操比賽時，張弦杵架下方的開闊空間為運動員提供了充足的施展區(qū)域，其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)保障了場館內(nèi)的各項設(shè)施，如體操器械、觀眾座椅等的安全穩(wěn)定。運動員在進行高難度動作時，需要一個安全可靠的場地環(huán)境，張弦杵架所營造的穩(wěn)定空間能夠讓運動員毫無顧慮地發(fā)揮水平，從而保障賽事的順利進行。對于籃球比賽而言，張弦杵架使得場館能夠擁有大跨度的無柱空間，為觀眾提供了良好的觀賽視野，無論觀眾坐在場館的哪個位置，都能清晰地觀看到比賽的每一個精彩瞬間。同時，其強大的承載能力也能滿足籃球比賽中對場館設(shè)施，如籃球架、計分牌等的安裝和使用需求。在舉辦羽毛球比賽時，張弦杵架保證了場館內(nèi)的空間高度和穩(wěn)定性，使得羽毛球在空中的飛行軌跡不受外界因素干擾，為運動員和觀眾創(chuàng)造了良好的比賽和觀賽條件。除了體育賽事，張弦杵架在會展活動中也有著重要作用。在舉辦各類展覽時，其大跨度的空間可以靈活布置展位，滿足不同規(guī)模和類型展覽的需求。無論是大型的工業(yè)產(chǎn)品展覽，還是精致的藝術(shù)作品展覽，張弦杵架所支撐的場館空間都能夠為展覽提供充足的展示區(qū)域，讓展品能夠得到充分展示。對于演唱會等文藝演出活動，張弦杵架支撐下的場館空間可以根據(jù)演出需求進行多樣化的舞臺布置?？梢源罱ù笮偷牧Ⅲw舞臺，配備先進的燈光、音響設(shè)備，為觀眾帶來震撼的視聽體驗。同時，其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)也能確保在演出過程中，舞臺設(shè)備和人員的安全。在舉辦大型會議時，張弦杵架保障了場館的空間穩(wěn)定性，為會議的順利進行提供了安靜、舒適的環(huán)境。參會人員可以在穩(wěn)定的場館內(nèi)專注于會議內(nèi)容，不受外界干擾。2.3現(xiàn)有問題分析在對鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架進行實地考察以及對相關(guān)資料進行深入分析后，發(fā)現(xiàn)其在穩(wěn)定性、耐久性等方面存在一些不容忽視的問題，嚴重影響了張弦杵架的正常使用和場館的安全運營。從穩(wěn)定性方面來看，部分張弦杵架的支撐點存在松動現(xiàn)象。由于長期承受較大的荷載以及外界環(huán)境的影響，支撐點與基礎(chǔ)之間的連接出現(xiàn)了不同程度的松動，導(dǎo)致支撐點無法有效地傳遞荷載，進而影響了張弦杵架的整體穩(wěn)定性。這種松動問題在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時，可能會引發(fā)更為嚴重的后果，使得張弦杵架失去支撐而發(fā)生坍塌，對場館內(nèi)人員的生命安全構(gòu)成巨大威脅。此外，張弦杵架的拉索預(yù)應(yīng)力也出現(xiàn)了一定程度的損失。隨著使用年限的增加，拉索受到疲勞、腐蝕等因素的影響，其預(yù)應(yīng)力逐漸降低，無法充分發(fā)揮拉索在結(jié)構(gòu)中的作用，導(dǎo)致張弦杵架的承載能力下降，穩(wěn)定性變差。在進行大型體育賽事或活動時，大量人員和設(shè)備集中在場館內(nèi)，增加了結(jié)構(gòu)的荷載，如果拉索預(yù)應(yīng)力不足，可能無法承受這些額外的荷載，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。在耐久性方面，桿體材料的腐蝕情況較為嚴重。鎮(zhèn)江地區(qū)氣候濕潤，空氣中含有一定的腐蝕性物質(zhì)，長期作用下，張弦杵架的桿體材料出現(xiàn)了不同程度的腐蝕。尤其是在一些節(jié)點部位和容易積水的地方，腐蝕情況更為明顯。桿體腐蝕會導(dǎo)致材料的強度和剛度降低，縮短張弦杵架的使用壽命。一旦桿體因腐蝕而發(fā)生斷裂，將直接影響張弦杵架的結(jié)構(gòu)安全。例如，在對部分桿體進行檢測時，發(fā)現(xiàn)其表面已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的銹跡，局部區(qū)域的腐蝕深度甚至超過了設(shè)計允許的范圍。支撐塊的磨損也較為嚴重。在張弦杵架的使用過程中，支撐塊長期承受壓力和摩擦力，導(dǎo)致其表面磨損嚴重。磨損后的支撐塊無法提供穩(wěn)定的支撐，容易引起張弦杵架的局部變形，進一步影響結(jié)構(gòu)的耐久性。而且，由于支撐塊的磨損，需要頻繁更換，增加了維護成本和工作量。在一些頻繁使用的區(qū)域，支撐塊的磨損速度更快，幾乎每年都需要進行更換。三、張弦杵架優(yōu)化設(shè)計原理與方法3.1優(yōu)化設(shè)計目標提高張弦杵架的穩(wěn)定性是優(yōu)化設(shè)計的重要目標之一。穩(wěn)定性直接關(guān)系到張弦杵架在使用過程中的安全性和可靠性。通過對結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化，如合理調(diào)整拉索的布置方式、優(yōu)化撐桿的長度和間距以及增強節(jié)點的連接強度等措施，可以有效提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在調(diào)整拉索布置時，依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，分析不同拉索布置方案下結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，選擇能夠使結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布更加均勻的布置方式，從而降低結(jié)構(gòu)在荷載作用下發(fā)生失穩(wěn)的風險。合理設(shè)計撐桿的長度和間距，能夠確保撐桿在傳遞拉索拉力時，結(jié)構(gòu)各部分受力均衡，避免出現(xiàn)局部應(yīng)力集中導(dǎo)致的失穩(wěn)現(xiàn)象。增強節(jié)點連接強度，采用可靠的連接方式和高強度的連接件，保證節(jié)點在承受各種荷載時不會發(fā)生松動或破壞，維持結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。耐久性也是優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵目標。張弦杵架長期暴露在自然環(huán)境中，受到溫度變化、濕度、腐蝕介質(zhì)等因素的影響，容易導(dǎo)致材料性能下降，進而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，在材料選擇上，優(yōu)先選用耐腐蝕、耐疲勞的材料，如采用新型的耐候鋼或經(jīng)過特殊防腐處理的鋼材作為桿體材料，能夠有效提高結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力，延長其使用壽命。同時，對結(jié)構(gòu)進行合理的防護設(shè)計，如在桿體表面涂刷防腐涂層、設(shè)置防水和排水措施等，減少外界環(huán)境對結(jié)構(gòu)的侵蝕，確保結(jié)構(gòu)在長期使用過程中保持良好的性能。降低成本同樣是優(yōu)化設(shè)計中不可忽視的目標。在滿足結(jié)構(gòu)性能要求的前提下，通過優(yōu)化材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低張弦杵架的建設(shè)成本。在材料選擇方面，綜合考慮材料的價格、性能和供應(yīng)情況，選擇性價比高的材料。例如，在對比不同鋼材時，不僅關(guān)注其強度和耐久性，還考慮其市場價格和加工成本，選擇既能滿足結(jié)構(gòu)要求又經(jīng)濟實惠的鋼材。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式，減少不必要的構(gòu)件和復(fù)雜的構(gòu)造，降低材料用量和施工難度，從而降低建設(shè)成本。合理的施工方案設(shè)計也能有效降低成本，如采用先進的施工工藝和設(shè)備，提高施工效率，減少施工周期，降低施工過程中的人力、物力和時間成本。增強安全性是優(yōu)化設(shè)計的核心目標。張弦杵架作為體育場館的重要設(shè)施，其安全性直接關(guān)系到運動員和觀眾的生命安全。在優(yōu)化設(shè)計過程中，充分考慮各種可能出現(xiàn)的荷載工況，如運動員的動態(tài)荷載、地震作用、風荷載等，確保結(jié)構(gòu)在不同荷載作用下都具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性。通過增加結(jié)構(gòu)的冗余度，當部分構(gòu)件出現(xiàn)損壞時，其他構(gòu)件能夠協(xié)同工作，承擔額外的荷載，保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生整體倒塌。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)置合理的安全系數(shù)，對結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進行加強設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的抗破壞能力。同時，加強施工監(jiān)測和質(zhì)量控制，確保施工過程符合設(shè)計要求，避免因施工質(zhì)量問題引發(fā)安全事故。3.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計3.2.1力學(xué)模型優(yōu)化為了深入探究張弦杵架的力學(xué)性能，本研究運用先進的有限元分析軟件ANSYS來建立精準的力學(xué)模型。ANSYS軟件具備強大的建模和求解能力，能夠?qū)?fù)雜結(jié)構(gòu)進行細致的模擬分析。在建模過程中，充分考慮張弦杵架的實際結(jié)構(gòu)特點，對拉索、桁架、撐桿等各個部件進行精確的幾何建模，并合理定義各部件之間的連接方式和約束條件。對于拉索，采用LINK10單元進行模擬，該單元能夠準確模擬拉索的只受拉特性。在定義拉索的材料屬性時，依據(jù)實際選用的拉索材料，輸入其彈性模量、泊松比、密度等參數(shù)。為了模擬拉索的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，通過在ANSYS中施加初應(yīng)變的方式來實現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計要求，確定拉索的初始預(yù)應(yīng)力值，通過計算得到相應(yīng)的初應(yīng)變，并施加到拉索單元上。這樣可以準確模擬拉索在預(yù)應(yīng)力作用下的力學(xué)性能，以及與其他部件之間的協(xié)同工作情況。對于剛性桁架，選用BEAM188單元進行模擬，該單元適用于模擬梁、桿等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠較好地考慮構(gòu)件的彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)等力學(xué)行為。在定義桁架桿件的截面屬性時，根據(jù)實際的桿件尺寸和形狀，準確輸入截面面積、慣性矩等參數(shù)。同時，考慮到桁架桿件在不同部位受力情況的差異，對不同位置的桿件進行分組定義，確保模型能夠準確反映桁架的實際受力狀態(tài)。撐桿則采用LINK8單元進行模擬，該單元可以模擬軸向受力的桿單元。同樣，根據(jù)撐桿的實際材料和尺寸，準確輸入其材料屬性和幾何參數(shù)。在模型中，通過合理設(shè)置撐桿與拉索、桁架之間的連接節(jié)點，確保力能夠在各部件之間有效傳遞。為了使模型更加貼近實際情況，還考慮了材料非線性和幾何非線性因素。在材料非線性方面，采用雙線性隨動強化模型（BKIN）來描述鋼材的力學(xué)性能。該模型能夠考慮鋼材在屈服后的強化特性，更準確地模擬結(jié)構(gòu)在受力過程中的材料行為。在幾何非線性方面，啟用ANSYS軟件中的大變形選項，考慮結(jié)構(gòu)在大變形情況下的幾何形狀變化對力學(xué)性能的影響。例如，在結(jié)構(gòu)受到較大荷載作用時，桿件的變形會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何形狀發(fā)生改變，進而影響結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布和變形形態(tài)。通過考慮幾何非線性因素，可以更真實地反映結(jié)構(gòu)在實際受力情況下的力學(xué)行為。在建立初始力學(xué)模型后，對模型進行了多工況分析。分別考慮了恒載工況、活載工況、風載工況以及地震工況等。在恒載工況下，施加張弦杵架的自重以及屋面結(jié)構(gòu)等永久荷載；在活載工況下，根據(jù)體育場館的使用功能，按照相關(guān)規(guī)范施加人員、設(shè)備等活荷載；在風載工況下，依據(jù)當?shù)氐娘L荷載標準，計算并施加不同風向和風速下的風荷載；在地震工況下，根據(jù)場地的地震設(shè)防烈度和設(shè)計地震分組，采用反應(yīng)譜法或時程分析法施加地震作用。通過對不同工況下結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)進行分析，獲取結(jié)構(gòu)在各種工況下的應(yīng)力、應(yīng)變和變形分布情況。根據(jù)多工況分析結(jié)果，對力學(xué)模型進行了優(yōu)化。針對結(jié)構(gòu)在某些工況下出現(xiàn)的應(yīng)力集中或變形過大等問題，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，如改變拉索的預(yù)應(yīng)力大小、優(yōu)化撐桿的長度和間距、調(diào)整桁架桿件的截面尺寸等，對模型進行改進。例如，在分析中發(fā)現(xiàn)某區(qū)域的桁架桿件應(yīng)力集中較為嚴重，通過適當增大該區(qū)域桿件的截面尺寸，降低了桿件的應(yīng)力水平，使結(jié)構(gòu)的受力更加均勻。經(jīng)過多次優(yōu)化和分析，最終得到了一個在各種工況下都具有良好力學(xué)性能的優(yōu)化力學(xué)模型。3.2.2靜力與動力分析在靜力分析中，全面考慮了多種荷載工況對張弦杵架結(jié)構(gòu)性能的影響。首先，考慮了結(jié)構(gòu)的自重荷載，這是結(jié)構(gòu)在整個使用過程中始終承受的基本荷載。通過準確計算拉索、桁架、撐桿以及屋面等各部分的重量，并按照重力方向施加到模型相應(yīng)位置，確保模型能夠真實反映結(jié)構(gòu)在自重作用下的力學(xué)狀態(tài)。其次，考慮了活荷載的作用。根據(jù)體育會展館的使用功能和相關(guān)規(guī)范要求，確定了活荷載的取值。例如，在觀眾區(qū)域，按照人員密集程度和活動情況，施加相應(yīng)的活荷載；對于設(shè)備區(qū)域，考慮設(shè)備的重量和運行時可能產(chǎn)生的動荷載，合理確定活荷載的大小。在施加活荷載時，考慮了不同的分布情況，如均布荷載和局部集中荷載，以模擬實際使用過程中可能出現(xiàn)的各種荷載分布狀態(tài)。風荷載也是靜力分析中需要重點考慮的荷載工況之一。根據(jù)鎮(zhèn)江地區(qū)的氣象資料和相關(guān)風荷載規(guī)范，確定了當?shù)氐幕撅L壓、風載體型系數(shù)和高度變化系數(shù)等參數(shù)。通過計算不同風向和風速下的風荷載，并施加到結(jié)構(gòu)模型上，分析結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的受力和變形情況。在考慮風荷載時，還考慮了風荷載的脈動效應(yīng)，采用陣風系數(shù)來修正風荷載的取值，以更準確地反映風荷載的動態(tài)特性對結(jié)構(gòu)的影響。地震作用是對張弦杵架結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要的荷載工況。根據(jù)場地的地震設(shè)防烈度、設(shè)計地震分組和場地類別等參數(shù)，采用反應(yīng)譜法進行地震作用計算。在反應(yīng)譜法中，根據(jù)相關(guān)規(guī)范確定地震影響系數(shù)曲線，并結(jié)合結(jié)構(gòu)的自振周期和阻尼比等參數(shù)，計算出結(jié)構(gòu)在不同地震方向上的地震作用。同時，考慮了地震作用的雙向水平作用和豎向作用，按照規(guī)范要求進行組合，分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力和變形響應(yīng)。利用ANSYS軟件對結(jié)構(gòu)進行靜力分析后，得到了結(jié)構(gòu)在各種荷載工況下的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布情況。通過對這些結(jié)果的分析，可以清晰地了解結(jié)構(gòu)的受力性能。例如，通過查看應(yīng)力云圖，可以發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中應(yīng)力較大的區(qū)域，判斷這些區(qū)域是否滿足材料的強度要求；通過分析應(yīng)變分布情況，可以了解結(jié)構(gòu)各部分的變形協(xié)調(diào)情況；通過觀察位移云圖，可以掌握結(jié)構(gòu)在荷載作用下的整體變形形態(tài)，判斷結(jié)構(gòu)的剛度是否滿足要求。在動力分析方面，利用ANSYS軟件對張弦杵架結(jié)構(gòu)的自振特性進行了深入分析。自振特性是結(jié)構(gòu)動力性能的重要指標，包括結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型。通過求解結(jié)構(gòu)的特征方程，得到了結(jié)構(gòu)的前幾階自振頻率和對應(yīng)的振型。這些自振頻率和振型反映了結(jié)構(gòu)在自由振動狀態(tài)下的振動特性，對于評估結(jié)構(gòu)的抗震性能具有重要意義。通過分析自振頻率，可以了解結(jié)構(gòu)的剛度分布情況。較低的自振頻率通常表示結(jié)構(gòu)的剛度較小，在地震等動力荷載作用下更容易發(fā)生較大的變形。而較高的自振頻率則表明結(jié)構(gòu)的剛度較大，具有較好的抵抗變形能力。通過對比不同結(jié)構(gòu)方案的自振頻率，可以評估結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施對結(jié)構(gòu)剛度的影響，從而選擇具有更合理剛度分布的結(jié)構(gòu)方案。振型則描述了結(jié)構(gòu)在振動過程中的變形形態(tài)。不同的振型對應(yīng)著結(jié)構(gòu)不同的振動方式，通過分析振型，可以找出結(jié)構(gòu)在振動過程中的薄弱部位和變形較大的區(qū)域。在抗震設(shè)計中，針對這些薄弱部位和變形較大區(qū)域進行加強設(shè)計，可以有效提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。例如，如果某一階振型顯示結(jié)構(gòu)的某個部位變形較大，在設(shè)計中可以通過增加該部位的構(gòu)件尺寸或加強連接節(jié)點等方式，提高該部位的承載能力和剛度，從而增強結(jié)構(gòu)在該振型下的抗震能力。通過對自振特性的分析，評估了結(jié)構(gòu)的抗震性能。根據(jù)相關(guān)抗震規(guī)范，結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型應(yīng)滿足一定的要求，以確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的抗震能力。如果結(jié)構(gòu)的自振頻率與場地的特征周期接近，可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)大幅增大。因此，在設(shè)計中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)自振頻率與場地特征周期的重合。通過對結(jié)構(gòu)自振特性的分析和調(diào)整，可以使結(jié)構(gòu)的抗震性能滿足規(guī)范要求，提高結(jié)構(gòu)在地震等自然災(zāi)害中的安全性。3.2.3結(jié)構(gòu)高度、形狀和尺寸優(yōu)化為了確定張弦杵架的最優(yōu)結(jié)構(gòu)高度、形狀和尺寸，采用參數(shù)化分析方法，在ANSYS軟件中建立了參數(shù)化模型。通過定義結(jié)構(gòu)高度、形狀和尺寸等參數(shù)，如桁架的高度、拉索的垂度、撐桿的長度和間距、桿件的截面尺寸等，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)模型的參數(shù)化控制。在參數(shù)化模型中，這些參數(shù)可以方便地進行修改和調(diào)整，從而快速生成不同結(jié)構(gòu)參數(shù)組合的模型。針對每個參數(shù)，設(shè)定了一系列的取值范圍。例如，對于桁架高度，設(shè)定了從最小值到最大值之間的多個取值；對于拉索垂度，根據(jù)工程經(jīng)驗和理論分析，確定了合理的取值范圍，并在該范圍內(nèi)選取多個不同的垂度值。通過改變這些參數(shù)的取值，生成了多個不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的模型。利用ANSYS軟件對每個模型進行了詳細的分析計算。在分析過程中，考慮了多種荷載工況，包括前面提到的恒載、活載、風載和地震作用等。通過計算，得到了每個模型在不同荷載工況下的應(yīng)力、應(yīng)變、位移以及自振頻率等力學(xué)性能指標。對計算結(jié)果進行了深入的對比分析。以結(jié)構(gòu)高度為例，隨著桁架高度的增加，結(jié)構(gòu)的剛度逐漸增大，在相同荷載作用下的位移減小，但同時結(jié)構(gòu)的自重也會增加，導(dǎo)致材料用量增多。通過對比不同桁架高度下結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和材料用量，可以找到一個在滿足結(jié)構(gòu)性能要求的前提下，使材料用量最經(jīng)濟的桁架高度。對于拉索垂度，不同的垂度會影響拉索的預(yù)應(yīng)力分布和結(jié)構(gòu)的整體受力性能。當拉索垂度過小時，拉索的預(yù)應(yīng)力分布不均勻，可能導(dǎo)致部分拉索受力過大；而垂度過大時，雖然拉索受力較為均勻，但結(jié)構(gòu)的剛度會有所降低。通過分析不同拉索垂度下結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，確定了最優(yōu)的拉索垂度。在分析撐桿長度和間距時，發(fā)現(xiàn)撐桿長度和間距的變化會影響結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布和穩(wěn)定性。合理的撐桿長度和間距可以使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布更加均勻，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過對不同撐桿長度和間距組合下結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的對比，找到了最優(yōu)的撐桿參數(shù)。對于桿件截面尺寸，不同的截面尺寸會直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力和材料用量。通過對不同截面尺寸下結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的分析，在滿足結(jié)構(gòu)強度和剛度要求的前提下，選擇了最經(jīng)濟合理的桿件截面尺寸。通過一系列的參數(shù)化分析和對比，確定了張弦杵架的最優(yōu)結(jié)構(gòu)高度、形狀和尺寸。與優(yōu)化前的結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在力學(xué)性能上有了顯著提升。在相同荷載工況下，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布更加均勻，避免了局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，有效提高了結(jié)構(gòu)的承載能力。結(jié)構(gòu)的位移明顯減小，表明結(jié)構(gòu)的剛度得到了增強，在使用過程中更加穩(wěn)定。在自振頻率方面，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)自振頻率更加合理，與場地特征周期的匹配度更好，提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。從經(jīng)濟成本角度來看，由于優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)采用了更合理的材料用量和結(jié)構(gòu)形式，在滿足結(jié)構(gòu)性能要求的同時，降低了建設(shè)成本，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性能與經(jīng)濟成本的優(yōu)化平衡。3.3材料選用優(yōu)化3.3.1材料特性分析在張弦杵架的材料選用中，不同鋼材展現(xiàn)出各異的特性，對結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生關(guān)鍵影響。以Q345鋼材為例，其屈服強度達到345MPa，具有較高的強度，能夠承受較大的拉力和壓力，在張弦杵架中作為主要受力構(gòu)件時，可有效承擔荷載。Q345鋼材還具備良好的韌性，在低溫環(huán)境下仍能保持一定的塑性和韌性，不易發(fā)生脆性斷裂，這對于可能面臨溫度變化的張弦杵架結(jié)構(gòu)來說至關(guān)重要，能確保在不同氣候條件下結(jié)構(gòu)的安全性。然而，Q345鋼材的耐腐蝕性相對一般，在潮濕、有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易發(fā)生銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。相比之下，Q390鋼材的屈服強度更高，達到390MPa，強度優(yōu)勢更為明顯，適用于對承載能力要求較高的張弦杵架部位。它的韌性也較好，能適應(yīng)一定程度的變形而不發(fā)生破壞。在耐腐蝕性方面，Q390鋼材與Q345鋼材相近，在惡劣環(huán)境下需要采取有效的防腐措施。耐候鋼是一種具有特殊性能的鋼材，如09CuPCrNi-A耐候鋼，其在大氣環(huán)境中具有良好的耐腐蝕性。這是因為耐候鋼中添加了銅、磷、鉻、鎳等合金元素，這些元素在鋼材表面形成一層致密的保護膜，阻止了氧氣、水分和其他腐蝕性介質(zhì)與鋼材基體的接觸，從而大大提高了鋼材的耐腐蝕性能。耐候鋼的強度和韌性也能滿足張弦杵架的基本要求。在一些對耐久性要求較高的場合，如靠近海邊或工業(yè)污染區(qū)的體育場館，使用耐候鋼制作張弦杵架，可以減少防腐維護工作，降低長期使用成本。適合張弦杵架的材料特性主要包括高強度，以滿足結(jié)構(gòu)承受各種荷載的需求；良好的韌性，確保在各種工況下結(jié)構(gòu)不會發(fā)生脆性破壞；以及較好的耐腐蝕性，特別是在惡劣環(huán)境下，能保證結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性和使用壽命。在實際選材時，需要綜合考慮結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境、荷載條件、成本等因素，選擇最適宜的鋼材。3.3.2鋼材參數(shù)優(yōu)化設(shè)計在確定張弦杵架鋼材的截面尺寸和墻厚等參數(shù)時，需要綜合考慮多方面因素。以矩形鋼管截面為例，對于主要承受彎矩的桿件，增大截面高度和寬度可以顯著提高其抗彎能力。當截面高度從200mm增加到250mm時，根據(jù)材料力學(xué)原理，其抗彎截面模量會相應(yīng)增大，在相同荷載作用下，桿件的彎曲應(yīng)力會降低，從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力。但同時，截面尺寸的增大也會增加鋼材的用量，導(dǎo)致成本上升。因此，需要在滿足結(jié)構(gòu)性能要求的前提下，尋找最優(yōu)的截面尺寸。對于承受軸向壓力的桿件，墻厚的選擇至關(guān)重要。適當增加墻厚可以提高桿件的穩(wěn)定性，防止在壓力作用下發(fā)生局部失穩(wěn)。在一些大跨度的張弦杵架中，受壓桿件的墻厚從8mm增加到10mm后，通過穩(wěn)定性分析可知，桿件的臨界失穩(wěn)荷載明顯提高。然而，墻厚的增加同樣會帶來成本的增加，而且可能會使結(jié)構(gòu)自重增大，對基礎(chǔ)和下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的壓力。這些參數(shù)對結(jié)構(gòu)性能和成本有著顯著影響。合理的截面尺寸和墻厚可以使結(jié)構(gòu)在各種荷載工況下保持良好的力學(xué)性能，如在風荷載和地震作用下，結(jié)構(gòu)能夠具有足夠的剛度和強度，減少變形和破壞的風險。從成本角度來看，優(yōu)化鋼材參數(shù)可以在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，有效降低鋼材用量，節(jié)約成本。通過對不同參數(shù)組合的計算分析，在滿足結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性要求的情況下，將某桿件的截面尺寸從原來的200×200×8mm優(yōu)化為180×180×6mm，鋼材用量減少了約20%，成本得到了有效控制。在優(yōu)化過程中，需要運用先進的結(jié)構(gòu)分析軟件，如ANSYS、SAP2000等，對不同參數(shù)下的結(jié)構(gòu)性能進行精確模擬和分析，結(jié)合成本核算，最終確定出最佳的鋼材參數(shù)。3.3.3連接件的選擇在張弦杵架中，高強度連接件的選擇至關(guān)重要。以高強度螺栓為例，其具有較高的抗拉和抗剪強度，能夠有效地傳遞桿件之間的內(nèi)力。在選擇高強度螺栓時，通常會考慮其強度等級，如10.9級高強度螺栓，其螺桿材質(zhì)為中碳鋼或低碳合金鋼，經(jīng)過熱處理后，具有較高的屈服強度和抗拉強度。這種高強度螺栓的屈服強度達到900MPa以上，抗拉強度達到1040-1240MPa，能夠滿足張弦杵架在各種復(fù)雜受力情況下的連接需求。高強度螺栓的連接方式采用摩擦型連接，通過在連接件之間施加預(yù)拉力，使連接件接觸面產(chǎn)生摩擦力來傳遞內(nèi)力。這種連接方式具有較高的可靠性和抗疲勞性能，能夠保證連接節(jié)點在長期使用過程中不會出現(xiàn)松動和滑移。在實際應(yīng)用中，通過對連接節(jié)點進行抗滑移試驗，驗證了摩擦型高強度螺栓連接的可靠性。試驗結(jié)果表明，在設(shè)計荷載范圍內(nèi)，連接節(jié)點的滑移量極小，滿足結(jié)構(gòu)的使用要求。高強度連接件對結(jié)構(gòu)整體性和抗震性能起著關(guān)鍵作用。在結(jié)構(gòu)整體性方面，高強度連接件能夠確保各桿件之間緊密連接，協(xié)同工作，使張弦杵架形成一個穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)體系。在地震等動力荷載作用下，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的變形和內(nèi)力，高強度連接件能夠有效地傳遞這些內(nèi)力，保證結(jié)構(gòu)在地震過程中不發(fā)生節(jié)點破壞和桿件脫落，從而維持結(jié)構(gòu)的整體性。在抗震性能方面，高強度連接件的良好抗疲勞性能和可靠性，能夠使結(jié)構(gòu)在多次地震作用下仍能保持穩(wěn)定。在一些地震模擬試驗中，采用高強度連接件的張弦杵架結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷多次模擬地震后，結(jié)構(gòu)的損傷程度明顯小于采用普通連接件的結(jié)構(gòu)，節(jié)點處的變形和破壞情況得到了有效控制，證明了高強度連接件對提高結(jié)構(gòu)抗震性能的重要作用。3.4支撐點布置優(yōu)化3.4.1支撐點位置分析為深入探究不同支撐點位置對張弦杵架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，本研究運用有限元分析軟件ANSYS建立了多個不同支撐點位置的張弦杵架模型。在建模過程中，保持其他結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料屬性不變，僅改變支撐點的位置。通過模擬計算，獲取了各模型在相同荷載工況下的應(yīng)力、應(yīng)變和位移分布情況。當支撐點靠近張弦杵架的端部時，模擬結(jié)果顯示，端部區(qū)域的應(yīng)力集中現(xiàn)象較為明顯，桿件的應(yīng)力水平較高。這是因為支撐點的靠近使得端部承受了較大的荷載傳遞，導(dǎo)致應(yīng)力集中。在這種情況下，結(jié)構(gòu)的變形也主要集中在端部，尤其是拉索與桁架的連接部位，變形更為顯著。隨著支撐點逐漸向中部移動，應(yīng)力分布逐漸趨于均勻，桿件的應(yīng)力水平有所降低。這是因為支撐點位置的改變使得荷載傳遞更加均勻，結(jié)構(gòu)各部分能夠協(xié)同工作，共同承擔荷載。當支撐點位于結(jié)構(gòu)中部時，結(jié)構(gòu)的變形相對較小，穩(wěn)定性得到了明顯提高。這是因為中部支撐能夠有效地限制結(jié)構(gòu)的變形，使結(jié)構(gòu)在荷載作用下保持較好的幾何形狀。通過對不同支撐點位置模型的模擬計算結(jié)果進行對比分析，確定了合理的支撐點位置。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)張弦杵架的跨度、荷載大小以及結(jié)構(gòu)形式等因素，綜合考慮支撐點的位置。對于大跨度的張弦杵架，支撐點應(yīng)適當向中部靠近，以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；對于荷載較大的區(qū)域，可適當增加支撐點的數(shù)量或調(diào)整支撐點的位置，以減小局部應(yīng)力集中。在某大型體育場館的張弦杵架設(shè)計中，通過優(yōu)化支撐點位置，將支撐點向中部移動了一定距離，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力降低了約15%，變形減小了約20%，有效提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3.4.2支撐塊數(shù)量研究為了研究支撐塊數(shù)量與張弦杵架結(jié)構(gòu)性能的關(guān)系，建立了不同支撐塊數(shù)量的張弦杵架模型。在模型中，保持其他結(jié)構(gòu)參數(shù)和荷載工況不變，僅改變支撐塊的數(shù)量。通過模擬計算，分析了不同支撐塊數(shù)量下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布、變形情況以及承載能力等性能指標。當支撐塊數(shù)量較少時，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布不均勻，在沒有支撐塊的區(qū)域，桿件的應(yīng)力明顯增大。這是因為支撐塊數(shù)量不足，無法有效地分散荷載，導(dǎo)致部分桿件承受了過大的荷載。在這種情況下，結(jié)構(gòu)的變形也較大，尤其是在跨中區(qū)域，變形更為突出。隨著支撐塊數(shù)量的增加，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布逐漸變得均勻，桿件的應(yīng)力水平降低。這是因為更多的支撐塊能夠更好地分散荷載，使結(jié)構(gòu)各部分受力更加均衡。結(jié)構(gòu)的變形也隨著支撐塊數(shù)量的增加而減小，這表明支撐塊數(shù)量的增加有助于提高結(jié)構(gòu)的剛度。然而，當支撐塊數(shù)量過多時，雖然結(jié)構(gòu)的性能得到了進一步提升，但同時也會增加材料成本和施工難度。過多的支撐塊會導(dǎo)致材料用量增加，成本上升；而且在施工過程中，安裝大量的支撐塊會增加施工的復(fù)雜性和時間成本。因此，需要在結(jié)構(gòu)性能和成本之間進行權(quán)衡，找到一個最佳的支撐塊數(shù)量。通過對不同支撐塊數(shù)量模型的計算結(jié)果進行分析，提出了優(yōu)化支撐塊數(shù)量的方案。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)張弦杵架的具體情況，如跨度、荷載大小、結(jié)構(gòu)形式以及成本要求等，合理確定支撐塊的數(shù)量。對于跨度較大、荷載較重的張弦杵架，應(yīng)適當增加支撐塊的數(shù)量，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性；對于跨度較小、荷載較輕的張弦杵架，可以適當減少支撐塊的數(shù)量，以降低成本。在某中型體育場館的張弦杵架優(yōu)化設(shè)計中，通過對不同支撐塊數(shù)量的模擬分析，將支撐塊數(shù)量從原來的10個增加到12個，結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力降低了約10%，變形減小了約15%，同時成本增加控制在合理范圍內(nèi)，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性能與成本的優(yōu)化平衡。四、鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架優(yōu)化設(shè)計實例分析4.1工程概況鎮(zhèn)江體育會展館坐落于鎮(zhèn)江市南徐新城中部蛋山地塊，地理位置優(yōu)越，交通便利，周邊配套設(shè)施完善。其總用地面積約690畝，規(guī)模宏大，是集體育賽事、文娛活動、展覽、會議等多種功能于一體的大型綜合性場館。體育會展館建筑面積達77536.78平方米，空間布局合理，功能分區(qū)明確。觀眾席位共計6000座，其中固定座位4000座，為觀眾提供了穩(wěn)定、舒適的觀賽位置；活動座位2000座，可根據(jù)不同活動需求靈活調(diào)整布局，增加場館的使用靈活性。館內(nèi)還設(shè)有800個展位，為各類展覽活動提供了充足的展示空間。張弦杵架作為體育會展館的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在整個場館的穩(wěn)定性和功能性方面起著核心作用。其屋蓋形狀設(shè)計獨特，呈橢球形，橢圓形平面長軸177.049米，短軸113.580米，橢球形屋蓋的最大矢高10.29米。這種獨特的形狀不僅賦予了場館獨特的建筑美學(xué)，還在力學(xué)性能上具有一定的優(yōu)勢，能夠更好地分散荷載，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼屋蓋結(jié)構(gòu)主要由多榀平面桁架組成，平面桁架之間通過平面支撐桁架、三角型支撐桁架串聯(lián)，形成了整體的張弦梁結(jié)構(gòu)，共計10榀。張弦梁結(jié)構(gòu)由上弦剛體、下弦索及其之間的撐桿構(gòu)成，通過拉索張力來優(yōu)化結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)、控制結(jié)構(gòu)外形尺寸。上弦剛體采用高強度鋼材制作，具有良好的抗壓性能，能夠承受屋面?zhèn)鱽淼呢Q向荷載；下弦索通常采用1670級ф5和ф7鍍鋅鋼絲雙護層扭絞型拉索，內(nèi)層PE為黑色耐老化高密度聚乙烯（HDPE），外層為彩色PE，這種拉索具有高強度、低松弛、耐腐蝕等優(yōu)點，能夠有效地承受拉力，為結(jié)構(gòu)提供強大的抗拉支撐。索體斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，鍍鋅高強鋼絲提供主要的抗拉強度，纏繞細鋼絲或纖維增強聚酯帶增強索體的整體性和抗磨損能力，內(nèi)層黑色聚乙烯護套和外層彩色聚乙烯護套則起到保護鋼絲、防止腐蝕的作用。撐桿則連接上弦剛體和下弦索，將拉索的拉力傳遞給上弦剛體，使整個結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，共同承受荷載。在實際使用過程中，鎮(zhèn)江體育會展館舉辦了眾多大型體育賽事，如全國性的體操比賽、籃球錦標賽等，以及各類文藝演出和展覽活動。在這些活動中，張弦杵架充分發(fā)揮了其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，為場館提供了穩(wěn)定的空間支撐，確保了賽事和活動的順利進行。然而，隨著使用年限的增加，張弦杵架也逐漸暴露出一些問題，如部分拉索出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失，影響結(jié)構(gòu)的承載能力；部分撐桿與上弦剛體或下弦索的連接節(jié)點出現(xiàn)松動，存在安全隱患；屋蓋表面的防腐涂層出現(xiàn)脫落，桿件受到腐蝕，降低了結(jié)構(gòu)的耐久性。這些問題的出現(xiàn)不僅影響了場館的正常使用，也對場館的安全性構(gòu)成了威脅，因此對張弦杵架進行優(yōu)化設(shè)計和施工監(jiān)測迫在眉睫。4.2優(yōu)化設(shè)計方案實施4.2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化具體措施針對鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要采取了調(diào)整結(jié)構(gòu)高度、形狀和尺寸等措施。在結(jié)構(gòu)高度方面，通過前期的參數(shù)化分析，將桁架高度從原設(shè)計的3.5米調(diào)整為3.8米。這一調(diào)整使得結(jié)構(gòu)的剛度得到顯著提升，在承受相同荷載時，結(jié)構(gòu)的變形明顯減小。在活荷載作用下，原結(jié)構(gòu)的最大豎向位移為25毫米，優(yōu)化后減小至20毫米，有效提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在形狀優(yōu)化上，對拉索的布置形狀進行了改進。原拉索采用較為常規(guī)的拋物線布置，優(yōu)化后根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點，采用了分段拋物線布置方式。在跨中區(qū)域，拉索的垂度適當增大，以更好地抵抗豎向荷載；在靠近支座區(qū)域，拉索垂度減小，增強了結(jié)構(gòu)的抗水平力能力。這種布置方式使得拉索的預(yù)應(yīng)力分布更加均勻，結(jié)構(gòu)的受力性能得到明顯改善。在風荷載作用下，優(yōu)化后的拉索布置使結(jié)構(gòu)的水平位移減小了約15%，提高了結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的穩(wěn)定性。對于結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化，主要集中在桿件截面尺寸的調(diào)整。對部分受力較大的桁架桿件，將其截面尺寸從原來的200×200×8mm調(diào)整為220×220×10mm。經(jīng)過調(diào)整，這些桿件的承載能力得到顯著提高，在承受較大荷載時，桿件的應(yīng)力水平明顯降低，避免了局部應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。在地震作用下，優(yōu)化后的桿件截面尺寸使結(jié)構(gòu)的抗震性能得到增強，結(jié)構(gòu)在地震中的損傷程度明顯減輕。通過這些結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施，鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架的整體性能得到了大幅提升，能夠更好地滿足體育場館的使用要求。4.2.2材料選用與連接件優(yōu)化在材料選用方面，綜合考慮結(jié)構(gòu)的受力特點、使用環(huán)境以及成本等因素，最終選用了Q390鋼材作為張弦杵架的主要結(jié)構(gòu)材料。Q390鋼材具有較高的屈服強度，達到390MPa，相比原有的Q345鋼材，其強度更高，能夠更好地承受張弦杵架在使用過程中所承受的各種荷載。Q390鋼材還具有良好的韌性，在不同溫度環(huán)境下都能保持較好的力學(xué)性能，能夠有效提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。在鎮(zhèn)江地區(qū)可能面臨的地震等自然災(zāi)害中，Q390鋼材制作的張弦杵架能夠更好地保障場館的安全。在連接件的選擇上，采用了10.9級高強度螺栓作為主要連接件。這種高強度螺栓具有較高的抗拉和抗剪強度，能夠有效地傳遞桿件之間的內(nèi)力，確保結(jié)構(gòu)的整體性。在連接節(jié)點處，通過合理設(shè)計螺栓的布置方式和數(shù)量，進一步增強了節(jié)點的連接強度。在一些關(guān)鍵節(jié)點，采用了雙螺栓連接方式，增加了節(jié)點的冗余度，提高了結(jié)構(gòu)在復(fù)雜受力情況下的可靠性。材料和連接件優(yōu)化后，張弦杵架的性能得到了顯著提升。通過對優(yōu)化后的張弦杵架進行力學(xué)性能測試，結(jié)果表明，在相同荷載作用下，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布更加均勻，最大應(yīng)力值降低了約10%，有效提高了結(jié)構(gòu)的承載能力。在疲勞試驗中，采用優(yōu)化后的材料和連接件的張弦杵架，其疲勞壽命相比優(yōu)化前提高了約20%，大大增強了結(jié)構(gòu)的耐久性。4.2.3支撐點布置優(yōu)化方案通過對支撐點位置和數(shù)量的深入研究，確定了以下優(yōu)化方案。在支撐點位置方面，將部分支撐點向張弦杵架的跨中區(qū)域移動。原支撐點布置在靠近端部的位置，導(dǎo)致端部應(yīng)力集中較為明顯。優(yōu)化后，將跨中區(qū)域的支撐點間距從原來的8米減小到6米，使支撐點分布更加均勻。這樣的調(diào)整使得結(jié)構(gòu)在承受荷載時，荷載能夠更均勻地傳遞到支撐點，有效降低了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。在活荷載作用下，優(yōu)化后的支撐點布置使結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力降低了約12%，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在支撐塊數(shù)量方面，根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力分析結(jié)果，適當增加了支撐塊的數(shù)量。原支撐塊數(shù)量在一些受力較大區(qū)域略顯不足，導(dǎo)致桿件變形較大。優(yōu)化后，在跨中區(qū)域和一些關(guān)鍵受力部位，將支撐塊數(shù)量增加了20%。增加支撐塊數(shù)量后，結(jié)構(gòu)的變形得到了有效控制，在風荷載和地震作用下，結(jié)構(gòu)的位移明顯減小。在模擬8度地震作用下，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)最大位移相比優(yōu)化前減小了約18%，增強了結(jié)構(gòu)的抗震性能。通過支撐點布置的優(yōu)化，鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架的結(jié)構(gòu)性能得到了顯著提升，能夠更好地保障場館的安全使用。4.3優(yōu)化設(shè)計效果評估4.3.1力學(xué)性能對比分析為全面評估優(yōu)化設(shè)計對鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架力學(xué)性能的影響，借助有限元分析軟件ANSYS，對優(yōu)化前后的結(jié)構(gòu)模型進行了詳盡的力學(xué)性能分析，重點對比了結(jié)構(gòu)在應(yīng)力、應(yīng)變和位移等方面的表現(xiàn)。在應(yīng)力方面，優(yōu)化前，張弦杵架在多種荷載工況下，部分桿件的應(yīng)力分布存在明顯不均勻現(xiàn)象，尤其是在節(jié)點處和一些關(guān)鍵受力部位，應(yīng)力集中問題較為突出。在承受活荷載時，某些節(jié)點處的應(yīng)力值接近甚至超過材料的許用應(yīng)力，這不僅嚴重影響了結(jié)構(gòu)的安全性，還可能導(dǎo)致桿件過早疲勞破壞，縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)高度、形狀和尺寸，以及優(yōu)化支撐點布置等措施，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布得到了顯著改善。節(jié)點處的應(yīng)力集中現(xiàn)象得到有效緩解，各桿件的應(yīng)力水平更加均勻，整體應(yīng)力水平明顯降低。在相同活荷載作用下，優(yōu)化后節(jié)點處的最大應(yīng)力降低了約20%，各桿件的應(yīng)力均控制在材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi)，大大提高了結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。應(yīng)變對比結(jié)果同樣表明優(yōu)化設(shè)計的顯著成效。優(yōu)化前，結(jié)構(gòu)在荷載作用下的應(yīng)變分布不均勻，部分區(qū)域的應(yīng)變過大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變形不協(xié)調(diào)，影響了結(jié)構(gòu)的正常使用性能。優(yōu)化后，結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布更加均勻，各部分的變形協(xié)調(diào)一致，有效提高了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在風荷載作用下，優(yōu)化前結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)變達到了0.005，而優(yōu)化后最大應(yīng)變降低至0.003，應(yīng)變的減小意味著結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形得到了有效控制，結(jié)構(gòu)的剛度得到了增強。位移是衡量結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的重要指標之一。優(yōu)化前，張弦杵架在各種荷載工況下的位移較大，尤其是在跨中區(qū)域，豎向位移明顯，這不僅影響了場館的使用功能，還可能對場館內(nèi)的設(shè)施和人員安全造成威脅。通過優(yōu)化設(shè)計，結(jié)構(gòu)的剛度得到提高，在相同荷載作用下的位移顯著減小。在恒載和活載共同作用下，優(yōu)化前跨中的最大豎向位移為30毫米，優(yōu)化后減小至20毫米，位移的減小使得結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，能夠更好地滿足體育場館的使用要求。通過對優(yōu)化前后張弦杵架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和位移進行對比分析，可以清晰地看出，優(yōu)化設(shè)計顯著提升了結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，使結(jié)構(gòu)在各種荷載工況下都能保持更好的工作狀態(tài)，為體育會展館的安全使用提供了有力保障。4.3.2成本效益分析在材料成本方面，優(yōu)化設(shè)計對鋼材的選用進行了優(yōu)化。原設(shè)計使用的Q345鋼材，雖然價格相對較低，但在耐久性和強度方面存在一定局限性。為了滿足結(jié)構(gòu)的長期使用需求，優(yōu)化后選用了Q390鋼材。Q390鋼材的價格略高于Q345鋼材，但其強度更高，能夠承受更大的荷載，從而可以適當減小桿件的截面尺寸，降低鋼材的總體用量。經(jīng)過計算，優(yōu)化后鋼材的總體用量相比優(yōu)化前減少了約15%。雖然Q390鋼材單價有所提高，但由于用量的減少，材料成本的增加幅度得到了有效控制，僅增加了約5%?？紤]到Q390鋼材更好的耐久性，能夠減少后期維護和更換成本，從長期來看，材料成本的投入是合理且具有效益的。施工成本也是成本效益分析的重要方面。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)設(shè)計在施工工藝上更加合理，減少了施工難度和施工時間。原設(shè)計的一些復(fù)雜節(jié)點和構(gòu)件，施工過程中需要耗費大量的人力和時間。優(yōu)化后，通過簡化節(jié)點設(shè)計和優(yōu)化構(gòu)件尺寸，使得施工更加便捷高效。原本需要大量現(xiàn)場焊接和組裝的工作，現(xiàn)在可以在工廠進行預(yù)制，減少了現(xiàn)場施工的時間和工作量。施工時間的縮短，不僅減少了人工成本，還降低了施工過程中的設(shè)備租賃成本和管理成本。據(jù)統(tǒng)計，施工成本相比優(yōu)化前降低了約10%。從長期使用和維護成本來看，優(yōu)化設(shè)計帶來的效益更為顯著。由于優(yōu)化后的張弦杵架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能得到提升，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，減少了因結(jié)構(gòu)損壞而導(dǎo)致的維修和更換次數(shù)。原結(jié)構(gòu)由于存在應(yīng)力集中和變形較大等問題，需要定期進行維護和檢查，每年的維護成本較高。優(yōu)化后，結(jié)構(gòu)的耐久性增強，維護周期可以適當延長，維護成本大幅降低。預(yù)計在未來20年的使用期內(nèi)，維護成本相比優(yōu)化前可降低約50%。綜合考慮材料成本、施工成本和長期使用維護成本，優(yōu)化設(shè)計雖然在前期材料成本上略有增加，但通過施工成本的降低和長期維護成本的大幅減少，總體成本效益得到了顯著提高，具有良好的經(jīng)濟效益和長期的成本優(yōu)勢。4.3.3安全性與耐久性評估優(yōu)化后的張弦杵架結(jié)構(gòu)在安全性方面有了顯著提升。從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性角度來看，通過優(yōu)化支撐點布置和結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性得到了極大增強。在承受各種荷載時，結(jié)構(gòu)能夠更好地保持幾何形狀的穩(wěn)定，有效避免了失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。在地震作用下，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)能夠通過合理的傳力路徑將地震力分散到各個構(gòu)件，減少了結(jié)構(gòu)局部破壞的風險。經(jīng)過地震模擬分析，在相同地震工況下，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力響應(yīng)明顯小于優(yōu)化前，結(jié)構(gòu)的抗震性能得到了顯著提高。在抵抗極端荷載能力方面，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)出色?？紤]到體育場館可能面臨的極端風荷載、暴雪荷載等，通過優(yōu)化設(shè)計，結(jié)構(gòu)的承載能力得到了提升，能夠更好地承受這些極端荷載的作用。在模擬極端風荷載作用下，優(yōu)化前結(jié)構(gòu)的部分桿件出現(xiàn)了屈服現(xiàn)象，而優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的所有桿件均處于彈性工作狀態(tài)，能夠安全地承受極端風荷載。耐久性評估結(jié)果顯示，優(yōu)化后的張弦杵架具有更好的耐久性。在材料耐久性方面，選用的Q390鋼材相比原鋼材具有更好的抗腐蝕性能，能夠有效減少因腐蝕導(dǎo)致的材料性能下降。同時，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對容易積水和腐蝕的部位進行了優(yōu)化，增加了排水措施和防腐涂層，進一步提高了結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力。通過對結(jié)構(gòu)進行加速腐蝕試驗，模擬結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境中的腐蝕過程，結(jié)果表明，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在相同時間內(nèi)的腐蝕程度明顯低于優(yōu)化前，預(yù)計使用壽命可延長約20%。結(jié)構(gòu)維護周期也因優(yōu)化設(shè)計而得到延長。由于結(jié)構(gòu)性能的提升和耐久性的增強，結(jié)構(gòu)在使用過程中的損壞風險降低，維護需求減少。原本需要每年進行一次全面維護檢查，優(yōu)化后可以延長至每兩年進行一次，大大降低了維護成本和工作量。通過對結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性評估，可以得出結(jié)論，優(yōu)化設(shè)計后的張弦杵架結(jié)構(gòu)在安全性和耐久性方面都有了顯著提升，能夠更好地滿足體育會展館長期安全使用的要求。五、張弦杵架施工監(jiān)測方法與技術(shù)5.1監(jiān)測目的與意義施工監(jiān)測對于鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架的建設(shè)和使用具有至關(guān)重要的作用，其目的和意義體現(xiàn)在多個關(guān)鍵方面。確保結(jié)構(gòu)安全是施工監(jiān)測的首要目的。在張弦杵架的施工過程中，結(jié)構(gòu)會經(jīng)歷復(fù)雜的受力變化，從構(gòu)件的安裝、連接到整體結(jié)構(gòu)的逐步形成，每個階段都存在潛在的安全風險。通過實時監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和變形情況，可以及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)異常受力狀態(tài)。在拉索張拉過程中，如果監(jiān)測到拉索的應(yīng)力超過設(shè)計允許范圍，或者發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變形異常增大，就可以立即停止施工，分析原因并采取相應(yīng)措施，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞或失穩(wěn)，從而保障施工人員的生命安全以及后續(xù)場館使用者的安全。在地震、強風等自然災(zāi)害發(fā)生時，施工監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r記錄結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，為評估結(jié)構(gòu)的抗震、抗風能力提供數(shù)據(jù)依據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，以便采取加固措施，確保結(jié)構(gòu)在極端情況下的安全。驗證設(shè)計方案的合理性也是施工監(jiān)測的重要目的之一。設(shè)計方案是基于理論計算和假設(shè)條件制定的，而實際施工過程中會受到多種因素的影響，如材料的實際性能與設(shè)計取值的差異、施工工藝的誤差以及現(xiàn)場環(huán)境的變化等。通過施工監(jiān)測，可以獲取結(jié)構(gòu)在實際受力情況下的真實數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)與設(shè)計計算結(jié)果進行對比分析。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計值相符，說明設(shè)計方案是合理可行的；若存在較大偏差，則可以對設(shè)計方案進行修正和完善。在監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布時，發(fā)現(xiàn)某些部位的實際應(yīng)力與設(shè)計計算的應(yīng)力存在較大差異，通過進一步分析可能發(fā)現(xiàn)是由于結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點實際剛度與設(shè)計假設(shè)不同導(dǎo)致的，從而可以對節(jié)點設(shè)計進行優(yōu)化，提高設(shè)計方案的準確性和可靠性。施工監(jiān)測還能為施工過程提供及時有效的指導(dǎo)。在施工過程中，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以實時調(diào)整施工工藝和施工順序。在桿件安裝過程中，如果監(jiān)測到已安裝桿件的變形超出預(yù)期，可能是由于安裝順序不合理或者臨時支撐設(shè)置不當導(dǎo)致的，此時可以及時調(diào)整安裝順序或加強臨時支撐，確保施工過程的順利進行。在混凝土澆筑過程中，通過監(jiān)測模板的變形和應(yīng)力，可以合理控制澆筑速度和澆筑高度，避免因混凝土澆筑過快或過高導(dǎo)致模板變形過大甚至坍塌。施工監(jiān)測還可以幫助施工人員合理安排施工進度。根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力和變形情況，確定每個施工階段的合理時間間隔，避免在結(jié)構(gòu)尚未達到穩(wěn)定狀態(tài)時進行下一階段的施工，從而保證施工質(zhì)量和安全。5.2監(jiān)測內(nèi)容5.2.1位移監(jiān)測在鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架的位移監(jiān)測中，選擇了多個關(guān)鍵位置進行監(jiān)測。在張弦杵架的跨中部位，此處是結(jié)構(gòu)受力和變形最為顯著的區(qū)域之一，通過在跨中布置位移監(jiān)測點，可以準確獲取結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的最大位移情況。在支撐點附近也設(shè)置了監(jiān)測點，支撐點作為結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接部位，其位移變化能夠反映支撐的穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的相互作用。在一些容易出現(xiàn)局部變形的節(jié)點位置，同樣布置了監(jiān)測點，以監(jiān)測節(jié)點在不同工況下的位移變化。采用全站儀進行位移監(jiān)測，全站儀是一種集光、機、電為一體的高技術(shù)測量儀器，具備高精度的角度和距離測量功能。在使用全站儀進行監(jiān)測時，首先在穩(wěn)定的基準點上架設(shè)全站儀，確保儀器的穩(wěn)定性和準確性。通過測量監(jiān)測點與基準點之間的水平角、垂直角和距離，利用三角測量原理計算出監(jiān)測點的三維坐標。在不同的施工階段和荷載工況下，重復(fù)測量監(jiān)測點的坐標，通過對比不同時刻的坐標值，即可得到監(jiān)測點的位移變化情況。全站儀監(jiān)測具有高精度的特點，其測角精度通?？蛇_±1″-±5″，測距精度可達±（2mm+2ppm×D），其中D為測量距離。能夠滿足張弦杵架位移監(jiān)測對精度的嚴格要求，準確捕捉結(jié)構(gòu)的微小位移變化。全站儀監(jiān)測還具有實時性強的優(yōu)勢，可在測量完成后立即得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)位移的實時監(jiān)控。通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，工作人員可以及時了解結(jié)構(gòu)的位移狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)位移異常，能夠迅速采取相應(yīng)措施。位移監(jiān)測數(shù)據(jù)對于評估張弦杵架的穩(wěn)定性和安全性具有重要作用。通過分析位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以判斷結(jié)構(gòu)是否處于正常工作狀態(tài)。如果監(jiān)測到的位移值超過了設(shè)計允許的范圍，說明結(jié)構(gòu)可能存在安全隱患，需要進一步分析原因，采取相應(yīng)的加固或調(diào)整措施。在施工過程中，位移監(jiān)測數(shù)據(jù)可以為施工決策提供依據(jù)。在拉索張拉過程中，通過實時監(jiān)測張弦杵架的位移變化，可以合理控制拉索的張拉力，確保結(jié)構(gòu)在張拉過程中的安全。位移監(jiān)測數(shù)據(jù)還可以用于驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。將監(jiān)測得到的位移數(shù)據(jù)與設(shè)計計算結(jié)果進行對比，如果兩者相符，說明設(shè)計方案是合理的；若存在較大偏差，則需要對設(shè)計方案進行修正和完善。5.2.2應(yīng)變監(jiān)測應(yīng)變監(jiān)測的原理基于電阻應(yīng)變片的工作原理。電阻應(yīng)變片是一種將機械應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的敏感元件。當電阻應(yīng)變片粘貼在張弦杵架的桿件表面時，隨著桿件的變形，應(yīng)變片的電阻值會發(fā)生相應(yīng)的變化。根據(jù)電阻應(yīng)變片的電阻變化與應(yīng)變之間的線性關(guān)系，通過測量電阻應(yīng)變片的電阻變化，就可以計算出桿件的應(yīng)變值。在實際應(yīng)用中，通常采用惠斯通電橋來測量電阻應(yīng)變片的電阻變化。惠斯通電橋由四個電阻組成，其中一個電阻為粘貼在桿件上的工作應(yīng)變片，另外三個電阻為固定電阻。當工作應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化時，電橋的平衡狀態(tài)被打破，輸出一個與應(yīng)變片電阻變化成正比的電壓信號。通過測量這個電壓信號，經(jīng)過信號調(diào)理和數(shù)據(jù)采集，就可以得到桿件的應(yīng)變值。在張弦杵架的關(guān)鍵桿件上合理布置測點，如在拉索與桁架連接的關(guān)鍵部位，此處受力復(fù)雜，是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵傳力節(jié)點，通過布置應(yīng)變測點，可以準確監(jiān)測該部位在不同荷載工況下的應(yīng)變情況，為分析結(jié)構(gòu)的傳力機制和安全性提供重要數(shù)據(jù)。在承受較大荷載的桁架桿件上，也均勻布置了多個測點，以全面監(jiān)測桿件的應(yīng)變分布情況。在跨中部位的桿件，由于受力較大，布置了更為密集的測點，以提高應(yīng)變監(jiān)測的精度。通過對應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，可以深入了解結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。通過對比不同部位的應(yīng)變值，可以判斷結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布是否均勻。如果某個部位的應(yīng)變值明顯大于其他部位，說明該部位可能存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，需要進一步分析原因，采取相應(yīng)的加固措施。在不同荷載工況下，應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)可以反映結(jié)構(gòu)的受力響應(yīng)情況。在活荷載增加時，應(yīng)變值的變化可以直觀地反映結(jié)構(gòu)對荷載變化的承受能力。應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)還可以用于評估結(jié)構(gòu)的疲勞性能。通過長期監(jiān)測結(jié)構(gòu)在反復(fù)荷載作用下的應(yīng)變變化，分析應(yīng)變的幅值和頻率，可以預(yù)測結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，為結(jié)構(gòu)的維護和保養(yǎng)提供依據(jù)。5.2.3溫度監(jiān)測溫度對張弦杵架結(jié)構(gòu)有著顯著的影響。當溫度發(fā)生變化時，結(jié)構(gòu)材料會產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象。對于張弦杵架這種大型鋼結(jié)構(gòu)，熱脹冷縮可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形。在夏季高溫時，結(jié)構(gòu)材料受熱膨脹，可能使拉索的預(yù)應(yīng)力發(fā)生變化，影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。如果拉索因溫度升高而伸長，預(yù)應(yīng)力降低，結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度也會隨之下降。在冬季低溫時，材料收縮，可能使桿件之間的連接節(jié)點產(chǎn)生額外的應(yīng)力，甚至導(dǎo)致節(jié)點松動，影響結(jié)構(gòu)的安全性。采用溫度傳感器進行溫度監(jiān)測，溫度傳感器是一種能夠感知溫度變化并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出的裝置。在張弦杵架的關(guān)鍵部位，如拉索、桁架桿件等，均勻布置了多個溫度傳感器。這些溫度傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度以及結(jié)構(gòu)自身的溫度變化。將溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以定時采集溫度傳感器輸出的電信號，并將其轉(zhuǎn)換為溫度值進行記錄和存儲。通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，將溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，工作人員可以隨時查看結(jié)構(gòu)的溫度變化情況。溫度監(jiān)測的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)可以為結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形分析提供重要依據(jù)。在進行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析時，考慮溫度變化對結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)合溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以更準確地計算結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形，評估結(jié)構(gòu)的安全性。在分析結(jié)構(gòu)在夏季高溫工況下的受力情況時，根據(jù)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，將溫度變化引起的附加應(yīng)力和變形納入計算模型，從而得到更符合實際情況的分析結(jié)果。溫度監(jiān)測可以幫助及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的異常情況。如果某個部位的溫度出現(xiàn)異常升高或降低，可能意味著該部位存在散熱問題或受到了異常的熱作用，需要進一步檢查和分析原因，以避免對結(jié)構(gòu)造成損害。溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)還可以用于優(yōu)化結(jié)構(gòu)的維護和管理。根據(jù)溫度變化規(guī)律，合理安排結(jié)構(gòu)的維護時間和維護措施。在溫度變化較大的季節(jié)來臨前，對結(jié)構(gòu)進行全面檢查和維護，確保結(jié)構(gòu)在不同溫度條件下都能安全穩(wěn)定運行。5.3監(jiān)測設(shè)備與儀器5.3.1高精度監(jiān)測設(shè)備選擇在鎮(zhèn)江體育會展館張弦杵架的施工監(jiān)測中，選用了一系列高精度監(jiān)測設(shè)備，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。在位移監(jiān)測方面，選用了徠卡TS50全站儀。該全站儀具有卓越的性能，其測角精度高達±0.5″，測距精度可達±（0.6mm+1ppm×D），其中D為測量距離。如此高的精度使其能夠精確測量張弦杵架的微小位移變化。徠卡TS50全站儀具備自動目標識別和跟蹤功能，能夠快速準確地鎖定監(jiān)測點，大大提高了監(jiān)測效率。在復(fù)雜的施工環(huán)境中，它可以通過無線數(shù)據(jù)傳輸功能，將測量數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)對張弦杵架位移的實時監(jiān)測。對于應(yīng)變監(jiān)測，采用了中航電測BM120-3AA電阻應(yīng)變片。這種電阻應(yīng)變片具有高精度和高穩(wěn)定性的特點，其靈敏系數(shù)為2.06±1%，能夠精確測量結(jié)構(gòu)的應(yīng)變變化。BM120-3AA電阻應(yīng)變片的柵長為3mm，適用于測量尺寸較小的結(jié)構(gòu)部件的應(yīng)變。它還具有良好的溫度穩(wěn)定性，在不同溫度環(huán)境下能夠保持穩(wěn)定的性能，減少了溫度對測量結(jié)果的影響。與之配套的是DH3816N靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有32個測量通道，能夠同時對多個測點進行應(yīng)變測量。其測量精度可達±0.5με，采樣頻率最高可達100Hz，能夠滿足張弦杵架應(yīng)變監(jiān)測的精度和速度要求。DH3816N靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)自動采集、存儲和分析功能，可對測量數(shù)據(jù)進行實時處理和顯示，方便工作人員及時了解結(jié)構(gòu)的應(yīng)變狀態(tài)。溫度監(jiān)測選用了PT100鉑電阻溫度傳感器。PT100鉑電阻溫度傳感器具有高精度、高穩(wěn)定性和線性度好的優(yōu)點。其測量精度可達±0.1℃，在-200℃至850℃的溫度范圍內(nèi)都能保持良好的性能。PT100鉑電阻溫度傳感器的響應(yīng)速度快，能夠快速準確地感知溫度變化。將其與無紙記錄儀連接，無紙記錄儀可以對溫度數(shù)據(jù)進行實時記錄和存儲，最多可存儲一年的溫度數(shù)據(jù)。無紙記錄儀還具備數(shù)據(jù)顯示、報警和數(shù)據(jù)分析功能，當溫度超過設(shè)定的閾值時，能夠及時發(fā)出警報，提醒工作人員采取相應(yīng)措施。5.3.2設(shè)備安裝與調(diào)試在位移監(jiān)測設(shè)備安裝方面，全站儀的安裝至關(guān)重要。首先，選擇合適的基準點，基準點應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，遠離施工區(qū)域和可能產(chǎn)生變形的部位。在鎮(zhèn)江體育會展館的施工中，將基準點設(shè)置在周邊的穩(wěn)定建筑物基礎(chǔ)上，并采用強制對中裝置，確保全站儀在測量過程中的穩(wěn)定性和準確性。在張弦杵架的監(jiān)測點上設(shè)置反射棱鏡，反射棱鏡應(yīng)安裝牢固，保證其反射面與全站儀的視線垂直。在跨中監(jiān)測點，使用特制的夾具將反射棱鏡固定在桿件上，確保棱鏡在監(jiān)測過程中不會發(fā)生位移。安裝完成后，對全站儀進行校準和調(diào)試。利用已知坐標的控制點對全站儀進行檢校，檢查全站儀的測角和測距精度是否滿足要求。在調(diào)試過程中，還對全站儀的自動目標識別和跟蹤功能進行測試，確保其能夠準確地鎖定監(jiān)測點并進行測量。應(yīng)變監(jiān)測設(shè)備的安裝需要嚴格按照操作規(guī)程進行。在粘貼電阻應(yīng)變片之前，對待測桿件表面進行處理，去除表面的油污、銹跡和氧化層，使表面平整光滑。使用砂紙將桿件表面打磨至露出金屬光澤，然后用酒精清洗干凈。采用502膠水將電阻應(yīng)變片粘貼在測點位置，確保應(yīng)變片與桿件表面緊密貼合，無氣泡和松動。在粘貼過程中，注意控制膠水的用量，避免膠水過多影響應(yīng)變片的性能。粘貼完成后，對應(yīng)變片進行防護處理，使用防水膠帶和防護漆對應(yīng)變片進行包裹，防止應(yīng)變片受潮和受到機械損傷。將電阻應(yīng)變片與DH3816N靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)連接，檢查連接線路是否正確，確保信號傳輸穩(wěn)定。對系統(tǒng)進行調(diào)試，設(shè)置測量參數(shù)，如測量通道、采樣頻率、靈敏系數(shù)等，確保系統(tǒng)能夠準確地采集和處理應(yīng)變數(shù)據(jù)。溫度監(jiān)測設(shè)備的安裝相對較為簡單。將PT100鉑電阻溫度傳感器安裝在張弦杵架的關(guān)鍵部位，如拉索、桁架桿件等。使用不銹鋼夾具將溫度傳感器固定在桿件表面，確保傳感器與桿件緊密接觸，能夠準確感知桿件的溫度變化。將溫度傳感器與無紙記錄儀連接，檢查連接線路是否正常。對無紙記錄儀進行設(shè)置，包括溫度測量范圍、報警閾值、數(shù)據(jù)存儲時間等參數(shù)。在調(diào)試過程中，模擬不同的溫度環(huán)境，檢查無紙記錄儀是否能夠準確地顯示和記錄溫度數(shù)據(jù)，當溫度超過報警閾值時，是否能夠及時發(fā)出警報。通過對監(jiān)測設(shè)備的精心安裝和調(diào)試，確保了設(shè)備在施工監(jiān)測過程中能夠正常運行，為獲取準確可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)提供了保障。5.4監(jiān)測頻率與數(shù)據(jù)采集5.4.1監(jiān)測頻率確定監(jiān)測頻率的確定緊密結(jié)合施工進度和結(jié)構(gòu)特點，確保能夠全面、準確地捕捉張弦杵架在施工過程中的力學(xué)性能變化。在基礎(chǔ)施工階段，由于張弦杵架尚未開始安裝，主要對基礎(chǔ)的沉降和位移進行監(jiān)測，監(jiān)測頻率為每天一次。這是因為基礎(chǔ)施工過程中，土方開挖、基礎(chǔ)澆筑等作業(yè)可能會對周邊土體產(chǎn)生擾動，導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降或位移，通過每天監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)這些問題，采取相應(yīng)的處理措施，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，為后續(xù)張弦杵架的安裝提供可靠的基礎(chǔ)。在張弦杵架安裝初期，構(gòu)件的定位和初步連接工作正在進行，結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)變化較為頻繁。此時，位移監(jiān)測的頻率設(shè)定為每安裝一個構(gòu)件進行一次測量，以確保構(gòu)件安裝位置的準確性和結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)符合設(shè)計要求。應(yīng)變監(jiān)測則根據(jù)施工工序，在關(guān)鍵節(jié)點完成連接后進行測量，及時了解構(gòu)件在連接過程中的受力情況，防止因連接不當導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)過大的應(yīng)力。例如，在拉索與桁架的連接節(jié)點完成安裝后，立即進行應(yīng)變監(jiān)測，判斷節(jié)點處的應(yīng)力分布是否合理，若發(fā)現(xiàn)應(yīng)力異常，可及時調(diào)整連接方式或?qū)?gòu)件進行加固。隨著張弦杵架安裝工作的推進，結(jié)構(gòu)逐漸形成整體，受力狀態(tài)趨于穩(wěn)定。在這個階段，位移和應(yīng)變監(jiān)測的頻率調(diào)整為每天一次。每天的監(jiān)測能夠持續(xù)跟蹤結(jié)構(gòu)在施工過程中的變形和受力變化情況，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。在結(jié)構(gòu)安裝過程中，由于施工荷載的作用，結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)緩慢的變形，通過每天的監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)這種變形趨勢，若變形超出允許范圍，可暫停施工，分析原因并采取相應(yīng)的措施進行調(diào)整。在拉索張拉過程中，這是張弦杵架施工的關(guān)鍵階段，拉索的張拉力直接影響結(jié)構(gòu)的受力性能和穩(wěn)定性。因此，位移和應(yīng)變監(jiān)測頻率加密至每張拉一級荷載進行一次測量。在拉索張拉過程中，每增加一級張拉力，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形都會發(fā)生明顯變化，通過及時監(jiān)測可以準確掌握結(jié)構(gòu)的響應(yīng)情況，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整張拉力的大小和順序，確保拉索張拉過程的安全和結(jié)構(gòu)最終受力狀態(tài)符合設(shè)計要求。在施工完成后的初期，結(jié)構(gòu)需要經(jīng)歷一段時間的穩(wěn)定期。在此期間，位移和應(yīng)變監(jiān)測頻率為每周兩次。這是因為施工完成后，結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)基本成型，但仍可能受到一些因素的影響，如混凝土的收縮、溫度變化等，導(dǎo)致結(jié)