Geiger型索穹頂靜動力分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、索穹頂是由美國工程師D.H.Geiger在著名建筑大師R.B.Fuller提出的張拉整體結(jié)構(gòu)思想上，設(shè)計(jì)出的一種新型大跨度空間結(jié)構(gòu)。它具有質(zhì)量輕、安裝便利、經(jīng)濟(jì)性好、造型時尚的特點(diǎn)，在國內(nèi)外許多大跨度建筑中被成功的應(yīng)用。但是由于發(fā)展時間不長，在理論與應(yīng)用方面，還不完全成熟，需要進(jìn)一步研究。
　　作者在閱讀較多文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對國內(nèi)外索穹頂?shù)难芯楷F(xiàn)狀進(jìn)行探討，并對索穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)及力學(xué)性能進(jìn)行分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　針對G

2、eiger型索穹頂單位可行預(yù)應(yīng)力分布問題，基于平衡矩陣?yán)碚摚捎肕ATLAB數(shù)學(xué)分析軟件，對索穹頂?shù)膯挝豢尚蓄A(yù)應(yīng)力進(jìn)行研究。
　　在可行預(yù)應(yīng)力的基礎(chǔ)上，針對Geiger型索穹頂?shù)撵o力性能問題，采用有限元分析方法和ANSYS有限元軟件，建立了Geiger型索穹頂?shù)娜S非線性數(shù)值分析模型，對試驗(yàn)全過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。利用該建模方法，建立了大跨度的Geiger型索穹頂有限元模型。通過改變索穹頂初始預(yù)應(yīng)力、桅桿

3、長度、矢跨比、跨度等參數(shù)，研究了Geiger型索穹頂在靜力荷載作用下，各種參數(shù)對其力學(xué)性能影響。
　　對于Geiger型索穹頂在風(fēng)振作用下的受力性能與風(fēng)振系數(shù)大小的問題，基于線性濾波法，對索穹頂?shù)母鱾€節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了風(fēng)速時程模擬，并與Kaimal功率譜進(jìn)行對比驗(yàn)證?；跁r域法，對索穹頂進(jìn)行了風(fēng)振響應(yīng)分析，并探討各種主要參數(shù)對風(fēng)振系數(shù)與位移的影響。
　　此外，針對Geiger型索穹頂?shù)膬?yōu)化問題，采用ISIGHT優(yōu)化軟件與ANSYS軟