「多向張弦梁」是一種什麼樣的結構，原理是什麼，有沒有專門示例及討論？

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「多向張弦梁結構是平面張弦梁結構沿多個方向交叉布置而成的空間受力體系，該結構形式適用於圓形和多邊形平面的屋蓋結構。」——但是更多搜索，卻不見出處。因自身所學建築，結構上取其感性印象，用進設計，作業訓練的目的，也是想在建築學生的心中打開結構這一維度。所以我們不懂，希望有醒目的示例，可以比較直觀的理解，和不太走形的運用。

-------------2014/2/20--------------
之前用ipresst做了一個演示說明的東西~
【A Preliminary Study on Cable-supported Structures】
A Preliminary Study on Cable-supported Structures
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多向張弦結構是我明年的畢業設計課題，先把我的一點點認識和你分享一下~
首先，題目中所提到的多向張弦梁是張弦結構的一個子類，張弦結構又是預應力鋼結構的一個重要分支。

預應力鋼結構是什麼？

預應力鋼結構是在設計、製造、安裝、使用過程中用人為方法引入預應力以提高結構強度、剛度、穩定性的鋼結構。為改變傳統結構的內力與變形分布、抵消荷載作用下的內力與較大變形，通常是通過在鋼結構中引入高強度的拉索並給拉索施加預應力來實現的。

圖為預應力鋼結構分類，word製作~

張弦結構是什麼？

張弦結構是由上弦剛性壓彎構件(或結構)與下弦柔性索組合,通過合理布置撐桿而形成的自平衡受力體系，是混合結構體系發展中的一個成功的創造。發展至今，張弦結構的上弦剛性構件可以是梁、拱、立體桁架、網殼等多種形式。柔性下弦是引入預應力的柔索，包括拉索、小直徑圓鋼拉杆、大直徑鋼棒等多種形式。
張弦結構的本質：即在受拉構件上施加預應力，通過連接上、下弦的撐桿傳力，使上部結構產生反撓度，從而減小荷載作用下的最終撓度，改善上部構件的受力狀態，改變彎矩分布，降低彎矩峰值，並通過調整受拉構件的預應力，減小結構對支座端產生的水平推力，使之成為自平衡體系。

-----------------------------------------------------張弦結構示意圖-------------------------------------------------------

20世紀80年代，齋藤公男(Masao Saito)教授在國際薄殼與空間結構學會(IASS)的年會上正式提出了張弦梁(beam string structure)結構形式，將張弦梁結構明確為，「用撐桿連接抗彎受壓構件和抗拉構件而形成的自平衡體系」，並對其基本受力特徵和分析計算原理作出了研究。

張弦結構類型

圖為張弦結構按布置形式分類，word製作~

1. 單向張弦結構

用連接構件將數榀平行布置的平面張弦結構中每相鄰兩榀在縱向上進行連接，即為單向張弦結構(One-way cable-supported structures)(見圖1)，由梁(Beam)或拱(Arch)、撐桿(Strut)、弦(String)和縱向連接構件
(Stiffening Member)組成。例如上海浦東國際機場航站樓(見圖2)就屬於單向張弦結構。整體結構構造簡單、施工較方便、造價低，較適用於矩形平面屋蓋。

圖1 單向張弦結構

圖2 單向張弦-上海浦東國際機場航站樓

2. 雙向張弦結構

雙向張弦結構(見圖3)是由單榀平面張弦結構沿縱橫向交叉布置而成的空間受力體系，是鑒於單向張弦結構側向穩定性難以保證的缺點而提出的另一種形式。兩個方向的交叉平面張弦結構相互提供彈性支撐，因此該體系屬於縱橫向受力的空間受力體系。該結構形式適用於矩形、圓形及橢圓形等多種平面的屋蓋。例如國家體育館的屋蓋
(見圖4)採用了雙向張弦結構。

圖3 雙向張弦結構

圖4 雙向張弦-國家體育館
3. 多向張弦結構

多向張弦結構(見圖5)是將數榀平面張弦結構多向交叉布置而成，結構呈空間傳力體系，受力與雙向張弦結構並沒有本質區別，但相比單向和雙向張弦結構，製作更為複雜，較適用於圓形平面、多邊形平面以及其它不規則平面的屋蓋。

圖5 多向張弦結構

4. 輻射式張弦結構

輻射式張弦結構(見圖6)由中央按輻射狀放置上弦梁(拱)，梁下設置撐桿，撐桿用環向索或斜索連接形成空間受力體系，這種結構力流直接、易於施工，結構剛度大。適用於圓形平面或橢圓形平面的屋蓋。

圖6 輻射式張弦結構

文中有諸多不當、錯誤、紕漏之處，請大家廣泛地指出~非常感激！！

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張弦梁，預應力鋼結構。
20世紀80年代，由日本大學齋藤公男提出。
要問出處，我只能說出自預應力鋼結構。
按傳力途徑分為單向、雙向、三向等。也可以分類為一維和二維。

張弦梁由拱、撐桿和索組成，其受力原理很簡單，給索施加預應力（也就是預先給它一個拉力）拱和撐桿主要受壓，索受拉以抵抗外荷載。
張弦梁與普通的帶拉杆的拱相比，好處有很多，如受力更合理等等。但更重要的是由於弦的拉力和拱推力在水平方向的平衡，從而減少結構端部的位移，大大降低結構對邊界條件的要求。你要知道，支座在實際工程中是要值得注意的地方。

圖1 張弦梁模型草圖

( 畫得有點丑II- - )
上圖為一個簡單的單向張弦梁的模型草圖，所謂雙向張弦梁就是以這個為單位成排成列交叉布置，一般做成矩形。還有三向的，放射狀的，能夠做成各種形狀。

圖2 放射狀張弦梁布置

張弦梁，或者其他預應力鋼結構，如弦支穹頂、索膜結構等等，只要能夠靈活運用，可以建築設計中發揮著十分重要的作用。預應力鋼結構可以滿足各種各樣的造型要求，甚至對結構了解到一定深度能夠利用結構進行創作。世界上一些有名的結構工程師就是這樣，嚴格來說他們已經是建築師和結構師一體。如peter rice，Cecil Balmond，ect。在德國，有一個名為「斯圖加特學派」的流派，它既是建築學派，也是結構學派。他們設計的叫做「light structure」，也是預應力鋼結構運用的典範。有興趣可以查查有關資料。