索穹頂?shù)膸缀畏€(wěn)定性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析.pdf

1、索穹頂是上世紀(jì)八十年代中期出現(xiàn)的新型張力結(jié)構(gòu)中的一種，其結(jié)構(gòu)形式由著名的“張拉整體體系”概念發(fā)展而來。這種結(jié)構(gòu)體系形式多樣，具有高效、經(jīng)濟(jì)、施工速度快等特點(diǎn)，滿足了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)大空間大跨度建筑結(jié)構(gòu)的需要，是現(xiàn)代建筑的一個(gè)研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向。 文章首先介紹了索穹頂結(jié)構(gòu)的發(fā)展及特點(diǎn)，根據(jù)其特性進(jìn)行了分類，并回顧了近年來國內(nèi)外這種結(jié)構(gòu)形式的研究現(xiàn)狀，提出本文需要研究的內(nèi)容和需要解決的問題。由于索穹頂是一種柔性結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，設(shè)

2、計(jì)中最核心的問題就是結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。本文的研究?jī)?nèi)容就是力圖建立一套比較完善的判定索穹頂結(jié)構(gòu)形態(tài)穩(wěn)定性的程序，對(duì)多種不同類型的索穹頂模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并根據(jù)分析過程中的得到的結(jié)論和成果，構(gòu)建形式合理的新型索穹頂模型，并利用有限元分析軟件對(duì)這種結(jié)構(gòu)形式做出優(yōu)化。 為了達(dá)到這些目的，本文介紹并對(duì)比了現(xiàn)有的穩(wěn)定性分析理論，從經(jīng)典的Maxwell判別準(zhǔn)則的局限性入手，介紹了新型的基于矩陣?yán)碚摰姆治龇椒?，并引入了無窮小機(jī)構(gòu)、自應(yīng)力模態(tài)和

3、機(jī)構(gòu)位移的概念，對(duì)傳統(tǒng)認(rèn)為“不適宜作為結(jié)構(gòu)使用”的可變體系做出了新的認(rèn)識(shí)。文章選取了適用于索穹頂特點(diǎn)的平衡矩陣分析方法，建立了一套比較完善的適用于索穹頂結(jié)構(gòu)幾何穩(wěn)定性判別的步驟，并利用高級(jí)分析軟件Matlab編制了相應(yīng)的分析程序，并利用算例驗(yàn)證其可靠性和適用性。隨后使用這套程序?qū)Χ喾N形式的索穹頂模型的幾何穩(wěn)定性做出了完整的分析，得到了一些實(shí)用的結(jié)論。 文章還在對(duì)各種不同形式的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行幾何穩(wěn)定性分析的過程中，總結(jié)規(guī)律，根據(jù)張力