张拉索膜结构找形分析与计算

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeffreykao95
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
索膜结构作为一种新型的建筑结构,具有受力合理、效率高、造型新颖及其良好的经济性等优点,显示出了巨大的生命力和广阔的应用前景。本文主要研究了张拉式索膜结构的找形问题。具体的工作如下:基于力密度法,本文推导出更加适合于程序编制的等价公式。程序计算核心部分采用VC++面向对象的编程,编制可视化程序,将力密度法找形中的自由点,固定点,枝一点矩阵,力密度等概念均制作成类。程序代码具有较高的可读性,易于二次开发。对实际工程中的张拉式索膜结构进行了详细的算例分析,并将找形结果的数据文件利用第三方软件ANSYS显示出图形。算例分析的结果表明了本文所编制的程序的正确性和实用性。通过对找形结果中一些现象的分析,揭示了张拉式索膜结构找形中的一些内在规律和相关性质。利用ANSYS软件对索膜结构进行分析和设计,在建好索膜结构的分析模型和选好单元类型后,将网格划分、索的预拉力值、时间步长及收敛容差作为优化的设计变量,膜材的面积最省或重量最轻为优化的目标函数,膜面最大最小应力、膜内节点的位移作为状态变量进行了形态优化分析,所得找形结果与专业软件非常接近,且计算误差在工程允许的范围内。通过对ANSYS软件使用,发现其在做索膜结构找形过程中有不少问题:1、其找形理论上是由形及态,初始形状的假定要与结果接近,这在绝大多数情况下是非常困难的。2、求解后应力分布极不均匀,边界无法满足这种态,所以找出的形是无法实现的。3、用ANSYS找形,只能靠降低温度来给定初张力,这本身就是很不精确的。所以说ANSYS并不是一个纯粹的索膜结构设计软件。对本文所编写的软件和ANSYS软件的对比,发现虽然编制的程序在索膜结构找形结果的精度上略差于ANSYS软件,但依然可以满足实际工程需要。由于其避免了初始坐标问题和非线性收敛问题,可以更加有效快速的进行计算,更好地适应了结构初始方案确定阶段的工作。最后,在总结了本文所做工作的基础上,提出了需进一步研究与探索的内容。
其他文献
目前高层建筑越来越多的被应用于现实生活当中,其地基的基础形式也在发生变化,群桩基础也逐渐得到了更多的采用,但从我国目前桩基工程的现状来看,仍然面临着许多方面的挑战。现有
钢管混凝土结构是采用钢管内包混凝土的方式将钢材和混凝土结合起来的结构,与单使用结构钢和混凝土结构相比,其在强度、稳定性、抗腐蚀性、耐久性以及施工速度方面都有显著提高
目前,地震灾害频发,每次灾害来临,都造成了巨大的损失,这大大超出了国家和人民能够承受的范围。所以,人们愈发的对建筑结构的抗震性能提出的更高的要求,在此背景下,各国的专家学者
连续刚构是一种主梁连续、墩梁固结的大跨度桥型结构。由于其在连续梁桥无伸缩缝和行车平顺的基础上,保持了T型刚构不设支座,不需体系转换的优点,在大跨度桥梁中被广泛使用。通
在给水处理过滤工艺中,在处理含较高天然有机物含量原水时,通常会发现石英砂表面有明显的结垢现象,称之为滤料中毒。滤料中毒的直接表现为滤池的过滤效率下降,泄露提前。并且
边坡的稳定性问题一直是工程人员关注的焦点,近年来山地机场的兴建已经成为一种趋势,深挖高填工程,高陡边坡随即产生。抗剪强度作为土的重要力学性质指标,为边坡稳定性分析提供了
地震波在沿大跨度桥梁结构传播时,由于其自身的多维性、不确定性和空间变化特性,桥梁各支座将会发生不一致的运动。主要表现为局部场地效应、行波效应以及部分相干效应。因此,对
非线性时程分析方法越来越多地被用于建筑结构的分析和设计。我国规范明确规定,部分类型的建筑设计时应该采用时程分析法进行补充计算。应用时程分析法一个无法避免的问题就是
本文主要运用结构力学方法推导了外包钢混凝土组合梁的单元刚度矩阵;运用钢筋弥散法修改了现有结构设计软件中普遍采用的混凝土梁单元刚度矩阵,使单元刚度矩阵中包括钢筋的影响