張拉索膜結(jié)構(gòu)找形分析與計(jì)算.pdf

1、索膜結(jié)構(gòu)作為一種新型的建筑結(jié)構(gòu)，具有受力合理、效率高、造型新穎及其良好的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，顯示出了巨大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。 本文主要研究了張拉式索膜結(jié)構(gòu)的找形問題。具體的工作如下： 基于力密度法，本文推導(dǎo)出更加適合于程序編制的等價(jià)公式。程序計(jì)算核心部分采用VC++面向?qū)ο蟮木幊蹋幹瓶梢暬绦?，將力密度法找形中的自由點(diǎn)，固定點(diǎn)，枝一點(diǎn)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(duì)實(shí)際

2、工程中的張拉式索膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的算例分析，并將找形結(jié)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(jié)果表明了本文所編制的程序的正確性和實(shí)用性。通過對(duì)找形結(jié)果中一些現(xiàn)象的分析，揭示了張拉式索膜結(jié)構(gòu)找形中的一些內(nèi)在規(guī)律和相關(guān)性質(zhì)。 利用ANSYS軟件對(duì)索膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，在建好索膜結(jié)構(gòu)的分析模型和選好單元類型后，將網(wǎng)格劃分、索的預(yù)拉力值、時(shí)間步長及收斂容差作為優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量，膜材的面積最省或重量最輕為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)

3、，膜面最大最小應(yīng)力、膜內(nèi)節(jié)點(diǎn)的位移作為狀態(tài)變量進(jìn)行了形態(tài)優(yōu)化分析，所得找形結(jié)果與專業(yè)軟件非常接近，且計(jì)算誤差在工程允許的范圍內(nèi)。 通過對(duì)ANSYS軟件使用，發(fā)現(xiàn)其在做索膜結(jié)構(gòu)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(jié)果接近，這在絕大多數(shù)情況下是非常困難的。2、求解后應(yīng)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(shí)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