新型張拉空間結(jié)構(gòu)受力性能研究與優(yōu)化.pdf

1、隨著生活水平的不斷提高,文化、體育、工業(yè)生產(chǎn)等事業(yè)的不斷進(jìn)步,人們?cè)黾恿藢?duì)空間結(jié)構(gòu),尤其是大跨度高性能空間結(jié)構(gòu)的需求,從而促進(jìn)了大跨度空間結(jié)構(gòu)在我國(guó)的迅猛發(fā)展.而隨著實(shí)際工程數(shù)量的增多,空間結(jié)構(gòu)的形式趨于多樣化,其相應(yīng)的理論研究和設(shè)計(jì)技術(shù)也逐步趨于完善. 近年來,在預(yù)應(yīng)力技術(shù)與空間鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的基礎(chǔ)上,發(fā)展出很多新的空間鋼結(jié)構(gòu)體系,張弦梁結(jié)構(gòu)便是其中之一.張弦梁結(jié)構(gòu)是近幾年才發(fā)展起來的一種典型的預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu),具有很多優(yōu)點(diǎn).而在張

2、弦梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,日本等國(guó)家最近又發(fā)展了一種新型的空間張拉結(jié)構(gòu),這是一種由空間預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)、張弦梁等結(jié)構(gòu)組成的空間張拉結(jié)構(gòu)(日本大學(xué)的M.Saitoh(齋藤公男)教授稱此結(jié)構(gòu)為SKELSION系統(tǒng)結(jié)構(gòu)),該結(jié)構(gòu)在充分發(fā)揮張弦梁結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,又發(fā)揮了空間預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),使得結(jié)構(gòu)受力更加合理,結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定.該結(jié)構(gòu)在我國(guó)尚屬起步階段,對(duì)其性能的研究對(duì)指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要的意義. 本文以有限元理論為基礎(chǔ),結(jié)合空間張拉結(jié)構(gòu)幾何非線

3、性特征,利用通用有限元軟件ANSYS的非線性模塊對(duì)此空間結(jié)構(gòu)(SKELSION系統(tǒng)結(jié)構(gòu))進(jìn)行仿真分析.主要工作如下: 首先,應(yīng)用軟件ANSYS的生死單元法和APDL,對(duì)其空間索網(wǎng)和張弦梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)找形.進(jìn)而對(duì)其在雪荷載、風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)受力機(jī)理和特點(diǎn)進(jìn)行分析,并應(yīng)用時(shí)程分析法,研究結(jié)構(gòu)空間索網(wǎng)預(yù)張力、空間索網(wǎng)布置和張弦梁垂跨比等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、豎向地震響應(yīng)的影響,得出結(jié)論.最后,應(yīng)用軟件ANSYS的APDL,以用料最省為目