張拉索膜結(jié)構(gòu)的理論研究及其在上海世博軸中的應(yīng)用.pdf

1、世博軸是上海2010年世博會(huì)園區(qū)最大的景觀建筑和人流交通的主軸線，其屋蓋結(jié)構(gòu)采用了由張拉索膜結(jié)構(gòu)與自由曲面鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)組合形成的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)體系。其中張拉索膜結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)度約840m，最大跨度約100m，總面積約64，000m2，為世界上的最大規(guī)模。世博軸張拉索膜結(jié)構(gòu)屋蓋規(guī)模巨大、體形復(fù)雜，其設(shè)計(jì)分析具有相當(dāng)?shù)碾y度，本文緊密結(jié)合其研究分析工作，發(fā)展了現(xiàn)有的張拉索膜結(jié)構(gòu)分析理論，并將成果應(yīng)用于世博軸張拉索膜結(jié)構(gòu)。
　　 第一章總結(jié)了膜結(jié)

2、構(gòu)的分類和發(fā)展史，系統(tǒng)的分析介紹了張拉索膜結(jié)構(gòu)的基本理論和分析方法研究現(xiàn)狀，明確了本文的研究?jī)?nèi)容。
　　 第二章回顧了力密度法的基本原理，針對(duì)張拉索膜結(jié)構(gòu)中的膜線單元，提出一種考慮膜面二維變形的改進(jìn)非線性力密度法，可獲得更準(zhǔn)確的找形結(jié)果。提出了空間不規(guī)則多邊形膜面面積的計(jì)算方法，以求得膜線的寬度。并用編制的改進(jìn)非線性力密度法計(jì)算程序?qū)κ啦┹S張拉索膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了找形分析。
　　 第三章提出了多坐標(biāo)系力密度法，可準(zhǔn)確的完成具有

3、斜邊界、彈性邊界的張拉索膜結(jié)構(gòu)找形。編制了多坐標(biāo)系力密度法的計(jì)算程序，并對(duì)具有理論解的4個(gè)算例進(jìn)行了計(jì)算，驗(yàn)證了方法的有效性。運(yùn)用多坐標(biāo)系力密度法處理了世博軸張拉索膜結(jié)構(gòu)找形過程中陽光谷拉點(diǎn)處的彈性邊界問題和計(jì)算模型的斜邊界問題。
　　 第四章結(jié)合世博軸張拉索膜結(jié)構(gòu)的找形分析、風(fēng)載分析和數(shù)據(jù)后處理分析的需求對(duì)EASY軟件進(jìn)行了二次開發(fā)。編制了EASY軟件模型拓?fù)湫拚绦?，可消除模型中重?fù)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，避免計(jì)算模型產(chǎn)生拓?fù)浠靵y問題；

4、編制了風(fēng)載導(dǎo)入程序，能直接依據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)在EASY軟件中劃分出風(fēng)荷載等壓面云圖，快速、準(zhǔn)確的將各風(fēng)向風(fēng)荷載施加到計(jì)算模型上；開發(fā)了EASY軟件至AutoCAD軟件后處理接口程序，可將EASY軟件的計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為DXF文件，直觀顯示應(yīng)力、內(nèi)力分布云圖、位移分布云圖和包絡(luò)值分布云圖。
　　 第五章系統(tǒng)總結(jié)了向量式有限元的基本原理，用算例驗(yàn)證了向量式有限元在小變形結(jié)構(gòu)、大變形結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)問題上的準(zhǔn)確性。介紹了向量式有限元三維桿單元