索桿梁膜體系動(dòng)力程序設(shè)計(jì)及其動(dòng)力特性研究.pdf

1、大跨度柔性張拉結(jié)構(gòu)出于造型新穎、結(jié)構(gòu)高效、構(gòu)思巧妙越來(lái)越受人們的關(guān)注.其組成成分一般包含四種單元:索、桿、梁、膜.因此由這些單元組成了一系列結(jié)構(gòu):純膜結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、索桿結(jié)構(gòu)、索桿膜結(jié)構(gòu)、梁膜結(jié)構(gòu)以及索桿梁膜結(jié)構(gòu)等.這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:通過(guò)張拉成形,由預(yù)應(yīng)力提供剛度.而目前對(duì)這些結(jié)構(gòu)的研究都還停留在將結(jié)構(gòu)體系分割開來(lái)單獨(dú)進(jìn)行分析的階段,該文運(yùn)用VC++語(yǔ)言編制了非線性動(dòng)力分析程序,對(duì)索桿梁膜結(jié)構(gòu)的自振特性和地震響應(yīng)特征進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究.

2、該文對(duì)計(jì)算分析進(jìn)行了假定,簡(jiǎn)單介紹了面向?qū)ο蟮木幊谭椒ê陀邢拊?jì)算分析方法,回顧了索桿梁膜空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀.對(duì)非線性動(dòng)力分析程序中所采用的關(guān)鍵性類的定義進(jìn)行了說(shuō)明,并以此論述了面向?qū)ο缶幊谭椒ǖ膬?yōu)越性,繪制了程序的主框架流程圖,詳細(xì)說(shuō)明了程序中的各界面用途.列出了索、桿、膜單元的幾何非線性切線剛度矩陣,詳細(xì)推導(dǎo)了兩端剛接梁?jiǎn)卧鸵欢算q接一端剛接梁?jiǎn)卧膸缀畏蔷€性切線剛度矩陣;在建立空間桿件體系平衡方程的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了采用

3、整體可行性預(yù)應(yīng)力概念確定索穹頂結(jié)構(gòu)的初始預(yù)應(yīng)力方法.推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力基本方程,對(duì)不同形式的質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣進(jìn)行了比較,給出了特征值求解過(guò)程,推導(dǎo)了求解線性與非線性的動(dòng)力平衡方程的計(jì)算公式,并給出算例驗(yàn)證了程序的正確性.分析了純膜結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、索桿膜結(jié)構(gòu)和索桿梁膜結(jié)構(gòu)的自振特性,并考察了各項(xiàng)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)自振頻率與相應(yīng)振型的影響;對(duì)自己構(gòu)造的索桿梁膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了單向與三向地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)特征研究,比較了兩種情況下的節(jié)點(diǎn)應(yīng)移和單元內(nèi)力的響