气撑式张弦结构静力试验研究及有限元分析

基于气撑式张弦结构的受力特点，设计制作2.5m跨度的纺锤形气撑式张弦结构模型，研究在跨中两点集中荷载作用下结构变形和内力分布规律，考察内气压对结构受力性能的影响。通过对结构极限状态的分析，研究结构的破坏形态及失效机理。利用ANSYS软件构建了纺锤形气撑式张弦结构精细化有限元模型，实现结构从放样态到充气态再到受荷态的全过程数值模拟，并与试验结果进行了对比分析。结果表明：有限元分析与试验结果吻合较好，两种方法获得的结构位移和内力值均比较接近；试验模型在集中荷载达到1.98kN时达到极限状态，失效模式表现为上弦构件的局部屈曲破坏和气囊端部膜材出现褶皱。