索桿梁膜體系動力程序設(shè)計及其動力特性研究.pdf

1、大跨度柔性張拉結(jié)構(gòu)出于造型新穎、結(jié)構(gòu)高效、構(gòu)思巧妙越來越受人們的關(guān)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(jié)構(gòu):純膜結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、索桿結(jié)構(gòu)、索桿膜結(jié)構(gòu)、梁膜結(jié)構(gòu)以及索桿梁膜結(jié)構(gòu)等.這些結(jié)構(gòu)的特點是:通過張拉成形,由預(yù)應(yīng)力提供剛度.而目前對這些結(jié)構(gòu)的研究都還停留在將結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的自振特性和地震響應(yīng)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?qū)ο蟮木幊谭椒ê陀邢拊嬎惴治龇椒?回顧了索桿梁膜空間結(jié)構(gòu)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(guān)鍵性類的定義進行了說明,并以此論述了面向?qū)ο缶幊谭椒ǖ膬?yōu)越性,繪制了程序的主框架流程圖,詳細(xì)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(xì)推導(dǎo)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(chǔ)上,詳細(xì)介紹了采用

3、整體可行性預(yù)應(yīng)力概念確定索穹頂結(jié)構(gòu)的初始預(yù)應(yīng)力方法.推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)的動力基本方程,對不同形式的質(zhì)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(dǎo)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(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、索桿膜結(jié)構(gòu)和索桿梁膜結(jié)構(gòu)的自振特性,并考察了各項參數(shù)對結(jié)構(gòu)自振頻率與相應(yīng)振型的影響;對自己構(gòu)造的索桿梁膜結(jié)構(gòu)進行了單向與三向地震作用下的動力響應(yīng)特征研究,比較了兩種情況下的節(jié)點應(yīng)移和單元內(nèi)力的響