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新型轮辐式张弦梁结构体系施工仿真的分析.pdf 75页
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新型轮辐式张弦梁结构体系的施工仿真分析研究摘要张弦梁结构是一种用撑杆连接抗弯构件和抗拉构件，并通过在抗拉构件中施加预应力而形成的新型大跨空间钢结构。轮辐式张弦梁结构是由普通的张弦梁结构发展出来的一种新型张弦梁结构形式，这种结构具有力流直接、承载力高、整体刚度大的特点，近年来在我国得到了广泛应用和发展。本文运用非线性有限元理论，对普通轮辐式张弦梁结构的计算和施工方法进行了总结，并在此基础上对九龙湖体育馆新型轮辐式张弦梁结构进行了施工仿真分析研究。文章主要包括以下几方面的内容：对张弦梁结构的形态和性能进行了分析和总结，对现有的部分张弦梁结构进行了概述。以现有理论为基础，对轮辐式张弦梁结构的计算模型和分析理论进行了概括和总结，得到了实用的轮辐式张弦梁结构的施工仿真模拟的方法。新型轮辐式张弦梁在外形上比普通的轮辐式张弦梁空间造型柔美，整体性更好。本文采用模态分析的基本理论，就新型轮辐式张弦梁的结构性能和普通的轮辐式张弦梁结构进行了比较，并对相同的张拉力前提下，新型轮辐式张弦梁和普通轮辐式张弦梁之间的内力和形变进行了比较。通过对九龙湖体育馆的新型轮辐式张弦梁结构的两种安装方案进行了研究比选，从经济性、安全性、适用性等多角度进行分析，选择了一种高效率、低成本，但是对施工精度要求较高的钢结构安装方案。采用通用有限元软件???孕滦吐址?秸畔伊核髡爬??探?辛四Ｄ猓?⒍圆煌?张拉过程中索力的变化进行了分析比较，确定了合理的张拉施工方案。同时，还对张拉过程中新型轮辐式张弦梁结构的脱架过程进行分析，由结构各部位的脱架过程和顺序说明了新型轮辐式张弦梁结构在施工过程中的特点，并对新型轮辐式张弦梁结构的施工过程提出一些建议。关键词：轮辐式张弦梁、新型、施工仿真分析、???⒏纸峁拱沧啊⒄爬??棠Ｄ?摘要
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第一章绪论??张弦梁结构的概述随着经济的发展，社会的进步以及工业生产、文化、体育等事业不断进步，大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度高性能空间结构的需求，大跨度结构因其具有连续的大跨度、大空间、大面积、外观轻巧、美观、具有现代感的线型等显著特点，而广泛应用在体育馆、会议厅、展馆、活动中心、大型公共建筑等建筑中。其中预应力钢结构因其良好的受力性能和广阔的应用前景已经越来越得到人们的重视。预应力钢结构的主要特点有：??浞掷?貌牧系牡?郧慷惹绷σ蕴岣叱性啬芰Γ??改善结构的受力状态以节约钢材；??岣呓峁沟母斩群臀榷ㄐ裕?髡?涠?π阅埽?送庠びαΩ纸峁够咕哂?经济效益，预应力钢结构同非预应力钢结构相比要节约材料，降低钢耗。张弦梁结构作为一种新型的预应力钢结构形式，在我国的研究应用还处于起步阶段。由于其优良的空间性能和在大跨度方面的优越性，特别适合在大跨甚至超大跨结构中应用，在未来大跨度结构的发展中，必将扮演越来越重要的角色。轮辐式张弦梁结构是单榀张弦梁按轮辐式布置的一种结构形式，这种结构具有整体刚度大、力流直接、施工简单的特点。在本文中研究的轮辐式张弦梁与下部外侧异形柱结合成一个新型的轮辐式张弦梁结构形式，这种新的结构形式在国内尚属首例，所以关于这方面的研究内容在国内还是空白的。本文对这种带异形柱的新型轮辐式张弦梁结构的结构性能进行了初步研究，并对其施工过程进行了分析研究，对该新型结构在我国的推广和应用具有重要的意义，希望对该结构将来的发展有所帮助。张弦梁是一种新型的大跨空间钢结构，它由梁?啊㈣旒?、撑杆和施加预应力的索组成，其最初得名是由于该结构体系的受力特点，即“将弦进行张拉，通过撑杆与梁进行组合”?。通常，拱和索都设计为抛物线状，撑杆竖直平行等间距布置。从受力角度看，梁?啊㈣旒?承受压力、剪力和弯矩，属于压弯构件；撑杆承受轴心压力，属于轴压构件；拉索承受拉力，而且不能松弛和破断，属于只能承受拉力不能承受压力的索杆件。因此，上世纪八十年代日本?甋???淌诮?畔伊航峁苟ㄒ逦!坝贸鸥肆??抗弯受压构件和抗拉构件而形成的自平衡体系”。它们均通过撑杆连接抗弯受压构件??梁、拱、和桁架?涂估?辜?如拉索和拉杆??浞址⒒庸靶谓峁沟氖芰π阅芎退鞯?高抗拉强度，所有张弦梁结构可以认为是用撑杆连接抗弯构件和抗拉构件，并通过在抗拉构件中施加预应力而形成的一种自平衡体系。张弦梁结构由于其结构形式简洁?糏?
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先声明，本文非原创，来源自某低调群主的低调琴友，话说某低调琴友著出此葵花宝典，某低调群主偶见之，过目难忘，遂成辟邪剑谱，撸主阅后大赞，在征得某低调吧主同意后，删其繁择其要，发表于此，供诸位大侠参详。
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话说早在撸主还是电琴党时，常在茶余饭后混迹于大大小小的琴行，观察到无论是天价手工琴还是百元烧火棍，买琴的朋友拿到一把琴时往往“一看面板二看背，三看护板对不对，摸完弦钮看指板，然后开始试手感”，（撸主先面壁去，撸主一般先看镶嵌美不美。。。）好多人对木头纹路的挑剔和在意宛如置身古玩交易会，却甚少关注音梁（bracing）这一吉他重要结构。许多品牌的吉他为了迎合消费者，也在宣传中对“XXA级面板，XX产XX木”等大做文章，而对音梁这一重要配置往往语焉不详。音梁的根本作用就是维持吉他结构的稳定，防止吉他变形、开裂，但是某程度上，音梁也会限制吉他的共振，造成音色和音量一定程度上的损耗。很多情况下，一把吉他的音梁设计关系到这把琴的整体声音气质。撸主作为纯理工科出身的科研民工（搬运工。。。），为大家介绍一下在GC中烂大街的两个牌子的面板音梁系统——代表传统经典的马丁和代表现代革新的泰勒。而其余很多品牌（别问撸主，撸主也不知道，原帖还没更新到。。。），大多以他们为蓝图。
整理文，很快更完
马丁篇俗话说马丁有三宝，X-Bracing、Orchestra Model、Dreadnought。现代钢弦吉他面板支撑梁——X龙骨，就是马丁在100多年前发明的。几年前GC有帖子“MARTIN马丁吉他内部音梁结构揭秘”专门介绍过，现在好像打不开了，撸主从别处找来大家可以看看，本文对普及部分不做重复，主要解析一下马丁音梁系统的5种基本结构。1. Standard &X& Non-Scalloped
2. Standard &X& Scalloped这一款就是比较常见的切削过的X结构，和基础X结构最大的差别就是面板经过切削，X音梁的交叉点并不相连接。这款结构通常出现在HD28，HD35，或者新款的马丁基础系列上。和没切削过的音梁最大的音色差别就是由于面板重量以及牵制少了，音量会更大，共振更好，反馈（response）会更快更明显，泛音（overtone）更加细腻。如果喜好指弹的玩家，一般都会选择切削过的音梁，因为不需要一只强壮的右手。Martin的scalloped分为两种，一种是普通scalloped（如HD28，HD35等），一种是Golden Era scalloped（如D28Marquis，GE系列等），两者有3个明显的差别：1）Golden Era 切削过的X音梁的交叉点并不像普通切削过的那样是圆截面，而是平截面，这样可以有更多木材直接的接触，增加琴的反馈。2）Golden Era scalloped切削的材料更加多。3）Golden Era scalloped是手工切削的，里面有更细微角度的的切削。这3个主要的不同点，都是为了增加琴的反馈以及灵敏度。上面介绍的这两款音梁，还会分成X Standard（X基本位置），X Forward Shifted （X前移），或者X Rear Shifted（X后移）。X Standard的X交叉点离音孔1.5英寸1.5英寸(in)=3.81厘米(cm)，提供了最平均的音色，无论是高音还是低音（如D28，D41，OM42，D45等）。 X前置的X交叉点离音孔1英寸，这样吉他的底部有更大的空间，这样可以提供更多的低音(D18，D42，多种Vintage系列等)。X后移的X交叉点离音孔1.75英寸，这样的吉他底部更紧凑，提供的声音会更有穿透力，而且由于更底部更紧凑，低音会适当的减低，这样在录音的情况下或者更有攻击性的扫弦下，低音不会过分的巨响（D-28 Authentic 1941，D-18 Authentic 1939 )。1英寸 = 2.54厘米
怎么两张图片一模一样啊？
3. A-Frame &X&这款结构和之前两款结构最大的区别就是，琴上部本来的横向top plate变成了A型的支架，而且琴体结构更简洁（tone bar，sidebracing都从两根变成了一根）。这个设计通常出现在马丁的15,17系列（D15，D15M，D17，D17M…），它的特点是以A型结构，为琴颈和琴体的结构提供额外的支撑和刚性。此外，上文说过，越复杂的bracing，对面板的限制就越大，这款简洁的音梁，让面板更有柔韧性，可以更好地共振，提供更好的低音，但是由于没有对角线音梁，泛音（overtone）会不如普通的X结构，提供的音色也没有那么有层次，尤其体现在高音上。
4. Hybrid &X& Scalloped这款音梁顾名思义，混血，就是结合了X结构和A框架。主要使用在马丁的16系列和Performing Artist系列（D16-RGT，HD16R，DCPA4）。主要是结合了A框架对琴颈琴身的加固，还有因为不同于15，17系列的桃花芯木选材，16系列和Performing Artist系列由于是云杉面板，所以传统的X结构有助于云杉的泛音（overtone）和富有层次感，清晰的音色。
5. X-Series &X&这款结构，主要使用在马丁的合板琴上（小马丁），传统的木梁和X叉角之间的石墨板可以给面板最大的稳定性，同时不会牺牲太多的音色，由于对音色的限制比较大，大多数使用在旅行吉他或者合板吉他。插播一条新闻，很多人会去刻意追求Adirondack spruce（阿迪云杉）面板，其实并没有必要把阿迪过度神话和刻意追求。某低调群主or某低调群主的低调琴友和几个厂家的制琴师（包括泰勒首席琴师的Andy Powers）咨询过这个问题，他们都认为，80%的音色可以从改变音梁材料上体现出来，其余20%在面板上，所以如果各位童鞋想追求阿迪云杉的延音，音色层次感，传递性，又因为资金问题，或者选材问题，下次不妨在音梁上做文章，把传统的sitka spruce（西提卡云杉）换成阿迪云杉，经济实惠，效果明显。（撸主点评，马丁的阿迪面板基本都配套阿迪音梁，此新闻对热衷于custom shop的朋友很有借鉴意义，毕竟配阿迪面板好贵。。。）
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1. Standard X这款X结构用在所有面单Taylor系列上（从baby taylor到2系）。主要就是切削过的X音梁，交叉点离音孔1.5英寸，提供了足够的承托之余，又因为切削的存在不会牺牲太多音量，共振，这就是为什么大家都觉得GS mini，babytaylor会比别的一些小琴，旅行琴更大声。2. Standard X II其实所谓的2号X结构，就是前置X音梁，和前文提到的前置是一个原理的，应用在3系-7系，包括老款6系（2015年前）。很多人都会问，为什么7系和8系都一样的背侧，有什么区别啊？诸如此类的。现在你估计就明白了，7系的音梁和8系不一样，7系是前置的X音梁。而具体前置X音梁和基础X音梁有何区别，前文已经有详细讲解，在此不另作叙述。3. CV bracing很多人看到这款音梁的时候会纳闷，什么叫CV结构啊，怎么从来没听过。其实这款音梁的名字与其结构没有任何关系，CV只是Taylor内部研发时候的一个代号，它的本质就像是马丁Scalloped X和GoldenEra scalloped的区别。它和普通的taylor音梁相比起来有更多的细节调控。此外，Taylor还有一个独特的面板/音梁结构。相信很多朋友都会看到过某一型号的bracing后面附带了Relief Rout这一个项目，其实这是什么呢？相信不少人都听过马丁，Somogyi的削薄面板，用于增加面板灵敏性，面板反馈以及音量。但是整体削薄面板有一些不好处，例如导致面板因年代久远开裂，破损，更容易受湿度温度影响，更容易变形。泰勒的Relief Rout结构，是模仿了小提琴，在琴的内包边和面板结合处。有一道削薄的沟，和之前所说的整体削薄面板有异曲同工之妙。具体图片如下
4. Advanced Performance
这款音梁应用在新款6系（2015），8系（2014），9系（2015）以及LTD系列（SLTD，FLTD，限量版的意思）上面。这款音量结构有几处特别的地方：1）它加入泰勒不经常使用的side brace，就是在侧板上的音梁，这个音梁的作用众说纷纭，总体来说可以概括为增加侧板强度防止开裂，加快声音传递。2）这款音梁与其说是面板音梁，不如说它是一个音梁系统，囊括了面板和背侧板。每款不同的木材都会有不一样的细节，例如8-9系玫瑰木的Advanced Performance就和6系枫木或者7系Sassafras限量版的Advanced Performance有细节的差异。
5. 12弦琴 音梁国内的朋友比较少接触到12弦，但是12弦其实是很好的一种乐器，有6弦给不了的感觉，每条主弦都有一条高8度的副弦，和弦的音色会更饱满。但是由于弦多了一倍，因此面板所承受的拉力也多了一倍。所以泰勒的12 strings bracing是并没有经过切削的，可以给与面板更多的承托。此外，由于12弦的声音比较亮，如果经过切削，会导致音色过分的亮，造成一种类似你摇钥匙圈的感觉。简单介绍两句Gibson的音梁。Gibson主要用的也都是X bracing，不过它主要分成两种，vintage（复古）和standard modern（现代）。
如上图所示，左边的为Standard Modern（下文简称S），右边的为Vintage（下文简称V）。两者差别如下：1）V的X-bracing叉角角度比S的大，这样的结果就是琴的下半部有更多空间，从而制造出复古琴那种独特的低音。2）很明显的一处就是Top Plate（音孔上方的大横梁），V的Top Plate明显比S的细很多，这样的结果就是V的面板更轻，反馈更好，音量更大。3）这一处可能不太明显，在手指指出的地方，可以发现V的两条Tonebar是平行的，而S的两条Tonebar会略微作出一点角度。这样的结果就是S的结构更紧凑，声音更有穿透性，而V的音量更大，低音更好。这并非谁比谁好，仅仅是风格不一样，对于录音需求比较多的童鞋，我个人建议用S的。理由参见前文马丁音梁的介绍。其实各大品牌的X bracing基本架构上都是大差不差的，只是细节上有些区别，然而有些逗比的设计师还是会脑洞打开，搞出奇葩的音梁。无论喜欢与否，撸主认为这样的创新精神值得为他们点赞。先看看混搭界的翘楚PRS。PRS的经典电琴就是Gibson Les Paul和Fender Strat结合的产物，木琴也不例外，也是一个很有创意的融合，叫做Hyb
还有个手工琴品牌McPherson，融合了X Bracing和Ladder bracing，巧克力夹心饼干（两层云杉一层玫瑰木）立交桥的设计，霸气侧漏有木有，
搬运完成，有问题的盘友可以@楼主，一起交流
马丁篇咋少了一个墨产马丁的捏？
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日本独立小住宅建造，用的居然是钢木复合梁！
轻量H型钢钢材样品示意 轻型H钢 + 集成木材 = 钢木复合梁，在日本独立小住宅建造过程中的应用 利用轻型焊接H型钢和集成木材，制造出的钢木复合梁构件，实际上是吸收了H型钢材以及集成木材这两种建筑材料的一些优点，因而在日本所谓“一户建”独立小住宅的建造中，有一定的应用。钢木复合梁连接构造示意图钢木复合梁自身构造组成示意图钢木复合梁自身构造组成示意图钢木复合梁，交叉连接，以及与独立柱子之间的连接，构造示意图。钢木复合梁，交叉连接，以及与独立柱子之间的连接，构造示意图。钢木复合梁，交叉连接，所使用的钢制镀锌销拴。钢木复合梁，交叉连接，所使用的钢制镀锌销拴。钢木复合梁，典型节点位置，构造连接示意图。日本使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的承重结构体系示意图日本使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的承重结构体系示意图（木结构承重体系的下部多为现浇钢筋混凝土地下架空层基础，上面的木结构，与下面的钢筋混凝土基础之间，使用预先埋置在钢筋混凝土基础墙中的镀锌钢制螺栓进行固定连接。）日本某地一幢使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的建造过程1（在现浇钢筋混凝土地下架空层基础的顶面，首先铺设一层黑色的塑胶垫块，然后再进行上部承重木结构体系的搭建。）日本某地一幢使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的建造过程2（日本所谓的“土台”，即钢筋混凝土基础墙顶部的水平木结构构件，全部使用镀锌钢制螺栓固定完成，并已开始安装竖向集成木材柱子。）日本某地一幢使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的建造过程3（集成木材柱子的搭建施工现场）日本某地一幢使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的建造过程4（集成木材柱子的上方，钢木复合梁，吊装就位进行中。）日本某地一幢使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的建造过程5（二楼楼面，水平承重钢木复合梁，搭建施工现场。）日本某地一幢使用钢木复合梁的木结构独立小住宅的建造过程6（二楼楼面，水平承重钢木复合梁，搭建完成以后，施工现场的外观。）（以下部分图片，为多个建造案例中的施工现场片断。）钢木复合梁以及部分配套金属连接件松下（Panasonic）牌钢木复合梁构件，运进施工现场。一楼底面水平承重结构的下方，有可调节高度得金属支撑底座支持。
使用手持电动工具进行螺栓固定水平承重楼面结构框架的顶面，铺设安装结构胶合板，施工现场。
钢木复合梁在木结构承重体系中，节点位置，局部特写。钢木复合梁在木结构承重体系中，节点位置，局部特写。钢木复合梁在木结构承重体系中，节点位置，局部特写。实际上，在住宅的承重结构体系中，使用钢材构件，容易存在所谓的“热桥”部位，对住宅的保温隔热，节约能源极为不利，因而需要对钢材构件的外侧进行保温隔热处理。图中，在焊接轻量H型钢钢材的腹板两侧，填充高标准阻燃等级的挤塑XPS聚苯乙烯泡沫保温板，并使用现场发泡聚氨酯泡沫材料固定。钢木复合梁，交叉连接的节点位置，局部放大特写。钢木复合梁，交叉连接的节点位置，局部放大特写。
日本某地一幢一户建独立小住宅施工现场的外观结构胶合板屋面板的铺设固定，施工现场局部。转角位置，钢木复合梁，局部特写。
木结构住宅施工现场内部，水平结构楼层的下部，蓝色、红色保温材料裹覆的是冷水、热水的供应管道。
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