图1 单榀张弦梁
1、对单榀张弦梁施加三种大小的预应力，P1<P2<P3。图2、3、4分别给出不同预张力的张弦梁结构在相同荷载作用下的上弦构件轴力图、弯矩图和跨中位移图。
由图可知，初始预张力虽然能有效调节构件的内力峰值，但不能改善内力分布形式；随着预张力增大，上弦构件轴压力在逐渐增大，正弯矩峰值在逐渐减小，当预应力大到一定程度时，上弦出现负弯矩。
图2 全跨荷载下上弦轴力图
图3 全跨荷载下上弦弯矩图
图4 跨中竖向位移
2、对于张弦梁结构而言，施加预应力的过程是其从零状态到初始态的过程，这一过程必然伴随着上弦的轴向压缩与弯曲变形；随着预应力的增大，上弦的变形也会越来越大。当承受外荷载时，张弦梁结构从初始态转变为荷载态。
从图4中给出的不同预应力水平作用下的荷载位移曲线可知，预应力大小只是改变了预应力与结构外荷载组合作用下的挠度值，但并没有改变张弦梁结构的刚度，即荷载位移曲线的初始斜率。荷载态相对于零状态的变形是随着预应力增大而减小的，但是荷载态相对于初始态的变形，即图4中的阴影部分的高度，是不随预应力的变化而改变的。因此，预应力的大小是无法影响张弦梁结构在竖向荷载作用下的刚度值，仅能影响荷载作用下结构的绝对挠度值。
在预应力结构中，我们常说预应力为结构提供了刚度，为什么这个算例又证明了预应力的大小不能改变张弦梁结构的刚度呢？ 原因在于，预应力结构中的刚度分为两部分：弹性刚度和几何刚度。弹性刚度是由构件的截面性质（截面积、弹性模量、惯性矩等）和结构的几何位形决定的；几何刚度是由预应力和结构几何位形决定的，并且对于拉索而言，几何刚度仅在垂直于拉索的方向起作用，而在平行于拉索的方向，仅弹性刚度起作用。
3、
因此，一个结构的刚度不能简单地理解为上述两种刚度的叠加，还要考虑荷载的作用情况。对于某些结构而言，在某种荷载作用下，弹性刚度发挥主要作用；在另一种荷载作用下，几何刚度的作用较大。 如下图5、6中的索桁架，在对称荷载作用下，主要是弹性刚度发挥作用，几何刚度的作用非常小，几乎可以忽略，所以这种荷载作用下结构的竖向刚度与预应力无关。但是在反对称荷载作用下，几何刚度的作用就体现出来了。这时改变结构的预应力，就能明显地改变结构刚度。
图5、6所示的索桁架在无预应力时是存在机构的，在反对称荷载下，预应力能够使结构“刚化”，这是其几何刚度的体现。但是张弦梁与索桁架不同，张弦梁结构的上弦是刚性梁，刚度比较大，且整个张弦梁结构不存在任何机构。在承受竖向荷载时，基本上是结构的弹性刚度起作用。所以，预应力对张弦梁结构的刚度没有影响。
图5 对称荷载
图6 反对称荷载
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