椭圆形无内环索网结构受力性能分析

为解决环索作为张拉结构的敏感性构件问题、提高结构的抗连续倒塌能力,根据体育场馆的特点,构建了椭圆形无内环索网结构体系.基于APDL语言二次开发了椭圆形无内环索网结构的建模及找形程序,并对该结构体系进行了静力性能研究、参数化分析和断索研究.算例结果表明:找形程序具有较好的适应性;在弹性范围内,结构响应与荷载呈线性关系,恒载、活载与升温组合作用对结构最不利;增加环向等分数、增加马鞍曲面的矢跨比、提高预应力水平及增大索的截面面积均可增加结构刚度;单索跨越的环向等分数及长、短半轴的比值应控制在合理范围内;弹性模量对结构的影响较大;该结构的抗断索能力较好.     

弹性支承柱对整体张拉膜结构的影响

索膜结构分析中将膜边界视为固接,未考虑支承结构与膜结构之间的相互作用以及支承结构在该节点的位移,使找形结果与实际情况产生一定差异,即缺少整体张拉模型的分析.考虑弹性支承结构对膜结构的应力以及自振频率的影响,采用ANSYS模拟分析弹性支承柱与膜结构相互作用过程.结果表明,膜结构在支座提升(施加预应力)阶段基本符合"膜面预应力处处相等"的原则,由"边缘效应"产生的膜面应力不均匀分布也可以通过支承柱的设置来给予适当的调整.     

基于Matlab的膜结构动力松弛法找形分析

根据膜结构的性质选择动力松弛法为迭代方法,为了加快迭代速度和简化计算过程选择了在Matlab上编制相应程序,运用函数Spares对数据进行存储,实现了运用动力松弛法对膜结构的找形分析过程.结合两个实际工程实践了动力松弛法找形分析的可行性,同时证明了此种找形方法的先进性和可靠性.     

双曲索网结构施工张拉成形数值模拟分析与试验验证

针对双曲索网结构独特的结构形式和复杂的施工方法,基于索结构非线性有限元理论提出了双曲索网结构张拉施工的数值计算方法,开发了施工过程分析软件.以国内首例双曲索网结构体系--中国航海博物馆双曲索网幕墙体系缩尺模型为例,对2种不同的张拉方案进行了数值模拟分析.并通过缩尺模型试验对索网结构的施工方案进行了张拉试验,模型试验验证了索网张拉完成以后的形态满足设计要求,试验结果证明了数值计算的可靠性和合理性,可以通过数值计算方法对实际结构的施工张拉进行仿真分析.通过对数值计算结果和试验结果的分析,提出了合理的施工张拉方案.     

索膜结构的静力分析

应用动态松弛法对索膜结构进行初始形态分析和静荷载分析。引入刚度调整系数并提出新的参数取值方法。该刚度调整系数能灵活地保证各种不同刚度结构计算的稳定性。在找形分析中引入测地线单元,加速了找形收敛速度。典型算例说明动态松弛法是索膜结构静力分析的有效方法。     

弹性结构锚固单层索网的预拉力控制技术

锚固单层索网的弹性结构在预拉力作用下产生弹性位移,使得拉索的设计张力反复调试才能一致,并致后期施工张拉很难控制。针对这种情况,综合分析弹性位移产生的原因,采用位移补偿张力法进行仿真分析,一次性算出所有初始张力值,确保索在弹性形变后张力值与设计值一致。按照初始预拉力的计算结果,制定施工顺序,依次计算每根索一次张拉到位后的索力和位移,便于监测张拉过程索的形变是否合理,确保施工张拉一次到位,无需重复张拉。     

索网结构找形平衡形态弹性化与零应力态分析

提出了索网分析全过程的6个状态：初始几何态、找形平衡态、弹性平衡态、零应力态、预应力态、荷载态,5个分析过程：找形分析、弹性化分析、预应力分析、逆分析、荷载分析,阐述了各状态参数,论述了各分析过程数学模型.结果表明：索网理想零应力态一般不存在,在结构分析中可采用近似假设零应力态;根据弹性平衡态,采用逆分析法可得到合理近似零应力态.另外,介绍了ANSYS/EASY软件索网分析过程和方法,比较了两者零应力态的数学模型.最后,通过2个索网算例,验证了不同零应力态在预应力分析后的平衡预应力态的较大差异.     

梁-柱支承的张拉膜结构整体找形分析

用力密度法对梁-柱支承的张拉膜结构进行找形分析．在找形过程中考虑了膜体与梁-柱构件之间的相互作用．文中推导了结构体系的整体找形公式,其中梁-柱结构分别采用了小变形理论和有限变形理论建立模型,并编制了相应的找形分析程序．通过算例对这种带梁-柱支承的膜结构整体找形问题进行了分析和讨论,结果证明了文中方法的可行性．     

带弹性支撑的膜结构找形分析

针对一般的索膜结构找形时将与边界支撑相接处的索膜节点按固定节点来进行计算,没有考虑支撑结构在该节点的位移,使找形结果与实际有一定差异这一问题,在索膜结构的力密度法找形基础上,对找形过程中索膜结构与其边界支撑结构的相互作用问题进行了分析,并编制了相应的计算程序．最后通过2个算例证明了文中方法的可行性．     

张拉整体结构的智能化找形研究进展

近年来,被称为“未来的结构体系”的张拉整体结构得到学术界的广泛关注。其中,找形是张拉整体结构设计的关键步骤,即确定结构的平衡状态的过程。随着人工智能逐渐应用到各个领域,张拉整体结构的智能找形方法也应运而生,通过使用人工智能技术改进传统的找形方法,以达到简化找形流程的目的。文章首先介绍了人工智能在建筑领域的应用。其次,阐述了使用人工智能技术改进张拉整体结构找形方法的研究意义。然后,介绍了张拉整体结构几种常用的传统的找形方法及其优缺点。再通过调研大量文献,对现在最新的张拉整体结构智能找形方法,特别是优化算法和神经网络方法进行详细介绍和分析。最后,预测并分析总结了该领域未来可能的研究方向及相应的发展趋势。     

薄膜结构的找形及荷载分析

用大变形几何非线性有限元法对薄膜结构进行形和荷载分析，建立了薄膜单元和索单元的皱折分析公式，给出了薄膜结构实例。     

张拉型温室膜结构的找形分析

在膜结构找形方面,现有的方法多样,而找形结果误差往往较大.针对张拉型温室膜结构的几何非线性特点,以非线性有限元理论为基础,采用基于小弹性模量的支座提升法来对膜结构进行找形分析,研究其找形特点,同时得出一些对膜结构成功找形有益的结论.     

索膜结构找形分析的有限元法及Ansys实现

介绍了索膜结构找形分析的有限元法,针对索膜结构极强的几何非线性特点,提出了非线性有限元的基思想本、基本假设和索膜结构的找形原理.索膜结构找形可以通过提升初始状态的指定点到指定位置的方法进行,应用了小弹性模量理论,最后恢复真实的弹性模量,克服了目前普遍应用小弹性模量不能恢复弹性模量真实值的不足.并考虑到目前有限元通用程序的广泛使用,着重研究了这一方法在Ansys上的实现过程.     

薄膜结构找形分析的力密度法

薄膜结构是一种全张力柔性结构．薄膜结构设计过程与传统建筑结构的设计不同，设计计算中一个重要方面是找形分析．本文对薄膜结构找形分析的力密度法原理进行一系列理论推导，编制相应计算程序，进行工程实例分析，得到一些有意义的结果和结论．     

海南某高校风雨球场张拉膜结构分析

以海南某高校风雨球场张拉膜结构为例,给出了大型张拉膜结构的分析设计方法,探索了张拉膜结构的找形与荷载分析特点,可供类似工程参考．     

基于悬链线元的索穹顶形状精确确定方法

针对目前索穹顶结构研究中其形状确定方面所存在的不足,提出了基于悬链线元逆迭代的精确修正技术,可以精确求得预张力;使其能在考虑索杆自重的情况下,在给定的初始几何位置上严格平衡.由于刚度矩阵形成和已知索的预张力情况求解索原长是运用悬链线元进行结构分析时需要解决的两个先决问题,首先根据目前文献中处理这两个问题的不足,提出了具有大范围收敛性的刚度迭代技术和不需迭代的索原长高精度求解方法;在此基础上引进逆迭代方法,建立了基于悬链线元的逆迭代形状精确确定方法.最后编制程序对算例进行验证,结果表明这一方法精度极高,且收敛速度快,收敛性好.     

大跨桥梁结构地震反应分析及优化阻尼控制

对大跨桥梁结构进行地震反应分析及优化阻尼控制。考虑中间支承的弹性对桥梁结构地震反应的影响,提出在桥墩处设置集中旋转阻尼器,对阻尼参数优化,并给出一种新的旋转摩擦阻尼器的基本构造。采用离散元法将桥梁结构离散为具有n个刚杆且由(n+1)个弹性点元相连接的离散系统,并由Lagrange方程推导离散结构的运动方程。实例分析了一三跨等跨的连续桥梁结构,结果表明中间支承的弹性对地震反应有显著影响,施加优化阻尼控制后,其地震反应显著降低。