索桿梁膜體系動力程序設計及其動力特性研究.pdf

1、大跨度柔性張拉結構出于造型新穎、結構高效、構思巧妙越來越受人們的關注.其組成成分一般包含四種單元:索、桿、梁、膜.因此由這些單元組成了一系列結構:純膜結構、索膜結構、索桿結構、索桿膜結構、梁膜結構以及索桿梁膜結構等.這些結構的特點是:通過張拉成形,由預應力提供剛度.而目前對這些結構的研究都還停留在將結構體系分割開來單獨進行分析的階段,該文運用VC++語言編制了非線性動力分析程序,對索桿梁膜結構的自振特性和地震響應特征進行系統(tǒng)深入的研究.

2、該文對計算分析進行了假定,簡單介紹了面向對象的編程方法和有限元計算分析方法,回顧了索桿梁膜空間結構的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀.對非線性動力分析程序中所采用的關鍵性類的定義進行了說明,并以此論述了面向對象編程方法的優(yōu)越性,繪制了程序的主框架流程圖,詳細說明了程序中的各界面用途.列出了索、桿、膜單元的幾何非線性切線剛度矩陣,詳細推導了兩端剛接梁單元和一端鉸接一端剛接梁單元的幾何非線性切線剛度矩陣;在建立空間桿件體系平衡方程的基礎上,詳細介紹了采用

3、整體可行性預應力概念確定索穹頂結構的初始預應力方法.推導了結構的動力基本方程,對不同形式的質量矩陣和阻尼矩陣進行了比較,給出了特征值求解過程,推導了求解線性與非線性的動力平衡方程的計算公式,并給出算例驗證了程序的正確性.分析了純膜結構、索膜結構、索桿膜結構和索桿梁膜結構的自振特性,并考察了各項參數(shù)對結構自振頻率與相應振型的影響;對自己構造的索桿梁膜結構進行了單向與三向地震作用下的動力響應特征研究,比較了兩種情況下的節(jié)點應移和單元內力的響