連續(xù)折線索單元及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著工程技術(shù)的不斷進步，以及材料工藝的發(fā)展，帶有預(yù)應(yīng)力拉索的結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用在民用建筑領(lǐng)域中的大跨度工程中，如體育館、體育場、表演場、會展中心等。 連續(xù)折線索單元就是在這種工程實際應(yīng)用的背景下產(chǎn)生并發(fā)展的。本文中所描述和使用的連續(xù)折線索單元，是以有限單元方法的思想與非線性固體力學(xué)理論為基礎(chǔ)發(fā)展的，用以模擬連續(xù)協(xié)同受拉而又不在同一直線上具有可滑動節(jié)點的一系列線性索段的仿真工具。 荷載緩和體系是英國學(xué)者在上世紀(jì)八十年代提出

2、的結(jié)構(gòu)設(shè)計概念。本文將連續(xù)折線索單元應(yīng)用于荷載緩和體系，并針對典型荷載緩和體系進行了算例分析，得到了較好的結(jié)果，體現(xiàn)了連續(xù)折線索單元對于荷載緩和體系分析的可用性和正確性。 本文以北京工業(yè)大學(xué)北京2008奧運會羽毛球館弦支穹頂結(jié)構(gòu)為參考，自行建立了弦支穹頂有限元模型，并對于該模型分別以間斷索單元與連續(xù)折線索單元模擬環(huán)索進行了相應(yīng)的靜動力分析。兩種模型在預(yù)應(yīng)力、荷載作用、結(jié)構(gòu)非線性屈曲分析與地震時程響應(yīng)分析中幾乎得出完全相同的結(jié)果與

3、結(jié)論。在荷載作用下結(jié)構(gòu)頂部首先發(fā)生屈曲，地震作用下，最外圈桿件與斜索是結(jié)構(gòu)的最不利部位。 在線性屈曲分析中，間斷索模型與連續(xù)索模型表現(xiàn)出較為明顯的差異。兩種模型的線性屈曲形式、線性屈曲特征值、振型、固有頻率均不相同。間斷索模型的模態(tài)類型較為豐富，而連續(xù)索模型則是外圈桿件更容易發(fā)生屈曲和振動；間斷環(huán)索的各階屈曲特征值均高于連續(xù)環(huán)索模型，固有頻率也是如此。這說明采用間斷環(huán)索的弦支穹頂結(jié)構(gòu)與抗屈曲性能要強于連續(xù)環(huán)索弦支穹頂，剛度也更大