索桿張力結(jié)構(gòu)的體系分析及截面和預(yù)應(yīng)力優(yōu)化.pdf

1、索桿張力結(jié)構(gòu)是一種由拉索和壓桿組成的,由預(yù)應(yīng)力成形并提供剛度的新型結(jié)構(gòu)形式,其包括張拉整體結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu)及空間索桁結(jié)構(gòu)等.索桿張力結(jié)構(gòu)雖已在美國(guó)、日本、韓國(guó)等地得到了成功的應(yīng)用,但國(guó)內(nèi)對(duì)其的認(rèn)識(shí)還是不夠全面.該文在前人工作的基礎(chǔ)上對(duì)索桿張力結(jié)構(gòu)的體系分析、截面和預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)總重的優(yōu)化、預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的優(yōu)化進(jìn)行了分析研究.該文提出了索桿張力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題的統(tǒng)一判定方法:對(duì)切線剛度矩陣的Schur分解,能判定結(jié)構(gòu)在沒有荷載情況下的幾

2、何穩(wěn)定性,能判斷結(jié)構(gòu)在有外荷載或自平衡預(yù)應(yīng)力情況下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,還能求出結(jié)構(gòu)在所有情況下失穩(wěn)時(shí)的位移模態(tài).此方法將幾何穩(wěn)定性、(荷載)內(nèi)力導(dǎo)致的穩(wěn)定問題,構(gòu)件剛度缺失導(dǎo)致的穩(wěn)定問題統(tǒng)一起來,比對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行平衡矩陣奇異值分解的判定方法更為全面.該文利用頻域法計(jì)算了大跨度結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng),討論了各種參數(shù)的取值情況,并分析其對(duì)風(fēng)振響應(yīng)的影響,還討論了在大跨度結(jié)構(gòu)中使用同一風(fēng)振系數(shù)的可行性問題,并分析由此會(huì)帶來的誤差.該文把風(fēng)振響應(yīng)的頻域計(jì)算法也應(yīng)

3、用到索桿張力結(jié)構(gòu)上,使其成為索桿張力結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的有效估算方法.該文詳述了利用整體可行預(yù)應(yīng)力處理對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多自應(yīng)力模態(tài)問題,利用解析法或拆分結(jié)構(gòu)法處理索和桿的內(nèi)力約束條件,并在此基礎(chǔ)上分析了預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)靜力和動(dòng)力性能的影響.該文計(jì)算了索桿張力結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力和截面面積的優(yōu)化,以結(jié)構(gòu)的總重為目標(biāo),把預(yù)應(yīng)力和截面面積同時(shí)作為優(yōu)化變量,其中預(yù)應(yīng)力項(xiàng)由自應(yīng)力模態(tài)因子表示,用遺傳算法和準(zhǔn)則法兩種方法進(jìn)行尋優(yōu),并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較.該文還計(jì)算了索桿張力結(jié)