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索膜结构的形态分析和温度效应研究

专 业: 结构工程
关键词: 索膜结构 形态分析 温度效应 自振特性
分类号: TU31
形 态: 共 90 页 约 58,950 个字 约 2.82 M内容
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内容摘要


索膜结构是利用柔性拉索或刚性支承结构使膜面张紧获得预应力而形成的具有一定刚度和承载能力的新型空间结构体系。

在总结国内外研究现状的基础上,本文针对索膜结构的找形分析和温度效应问题展开研究工作。

索膜结构作为一种整体张拉的柔性结构体系,需要进行找形分析以确定满足边界条件和预应力分布的初始平衡形状。

在现有各种索膜结构有关计算方法的基础上,本文提出了改进的节点平衡法和改进的综合找形法,并用此方法对纯膜结构、纯索结构和索膜混合结构进行了算例分析,通过与解析值及既有方法计算结果对比分析,证明改进的找形方法具有精度高且计算量小的优点。

温度作用是在结构设计中通常需要考虑的一个重要因素,目前国内外对索膜结构的温度效应研究甚少,因此本文研究了温度作用对索膜结构的几何形状、内力、挠度和自振特性的影响。

温度作用下的算例分析结果表明在索膜结构设计中考虑温度效应是十分必要的。

通过以上分析研究,本文得出一些有意义的结论和建议..……

全文目录


第一章 绪论
1.1 索膜结构的发展历程
1.2 索膜结构的分类与特点
1.2.1 索膜结构的分类
1.2.2 索膜结构的特点
1.3 索膜结构的设计基本过程
1.4 国内外膜结构的研究现状
1.4.1 形态分析找形
1.4.2 荷载分析
1.4.3 裁剪分析
1.5 问题的提出
1.6 本文的主要研究内容
第二章 索膜结构分析的非线性有限元方法
2.1 引言
2.2 索膜结构的几何非线性有限元分析
2.2.1 索膜单元的选取和基本假定
2.2.1.1 膜单元的选取和基本假定
2.2.1.2 索单元的选取和基本假定
2.2.2 索膜结构的非线性有限元方程
2.3 膜单元褶皱与索单元松弛的判断与处理
2.3.1 褶皱单元判断与处理
2.3.2 索单元的松弛判断与处理
2.4 非线性方程组的解法
2.4.1 完全牛顿法Full Newton-Raphson,F.N.R
2.4.2 修正的牛顿法Modified Newton-Raphson,M.N.R
2.4.3 拟牛顿法Quasi Newton-Raphson,Q.N.R
2.5 非线性方程组的迭代收敛准则
2.5.1 位移准则
2.5.2 不平衡力准则
2.5.3 能量准则
2.6 本章小结
第三章 索膜结构的形态分析
3.1 概述
3.2 非线性有限元方法找形
3.2.1 非线性有限元方法找形基本原理
3.2.2 非线性有限元找形方法简介
3.3 本文提出的找形方法
3.3.1 ANSYS简介及索膜单元的选取
3.3.2 本文的找形方法
3.3.2.1 改进的节点平衡法
3.3.2.2 改进的综合找形法
3.4 算例分析
3.5 本章小结
第四章 温度作用对索膜结构的静力影响
4.1 概述
4.2 温度作用取值
4.3 温度作用下的弹性有限元方程
4.4 算例分析
4.5 本章小结
第五章 温度作用对索膜结构自振特性的影响
5.1 概述
5.2 考虑温度作用时索膜结构自振特性的有限元方法
5.3 索膜结构自振特性分析的ANSYS实现
5.4 算例分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献

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中图分类: > TU31 > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 结构理论、计算

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