張拉索膜結構找形分析與計算.pdf

1、索膜結構作為一種新型的建筑結構，具有受力合理、效率高、造型新穎及其良好的經(jīng)濟性等優(yōu)點，顯示出了巨大的生命力和廣闊的應用前景。 本文主要研究了張拉式索膜結構的找形問題。具體的工作如下： 基于力密度法，本文推導出更加適合于程序編制的等價公式。程序計算核心部分采用VC++面向對象的編程，編制可視化程序，將力密度法找形中的自由點，固定點，枝一點矩陣，力密度等概念均制作成類。程序代碼具有較高的可讀性，易于二次開發(fā)。 對實際

2、工程中的張拉式索膜結構進行了詳細的算例分析，并將找形結果的數(shù)據(jù)文件利用第三方軟件ANSYS顯示出圖形。算例分析的結果表明了本文所編制的程序的正確性和實用性。通過對找形結果中一些現(xiàn)象的分析，揭示了張拉式索膜結構找形中的一些內(nèi)在規(guī)律和相關性質(zhì)。 利用ANSYS軟件對索膜結構進行分析和設計，在建好索膜結構的分析模型和選好單元類型后，將網(wǎng)格劃分、索的預拉力值、時間步長及收斂容差作為優(yōu)化的設計變量，膜材的面積最省或重量最輕為優(yōu)化的目標函數(shù)

3、，膜面最大最小應力、膜內(nèi)節(jié)點的位移作為狀態(tài)變量進行了形態(tài)優(yōu)化分析，所得找形結果與專業(yè)軟件非常接近，且計算誤差在工程允許的范圍內(nèi)。 通過對ANSYS軟件使用，發(fā)現(xiàn)其在做索膜結構找形過程中有不少問題：1、其找形理論上是由形及態(tài)，初始形狀的假定要與結果接近，這在絕大多數(shù)情況下是非常困難的。2、求解后應力分布極不均勻，邊界無法滿足這種態(tài)，所以找出的形是無法實現(xiàn)的。3、用ANSYS找形，只能靠降低溫度來給定初張力，這本身就是很不精確的。所