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《北京工业大学》 2003年
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张拉整体桁架结构成型机理研究

丁明  
【摘要】: 张拉整体结构是将柔性索与刚性的杆件组合在一起的一种大跨度空间结构。其优良的受力、抗震性能,简便的施工方法,显著的社会、经济效益正日益引起工程师们的关注。本文将要介绍的张拉整体桁架结构——STRARCH就是一种新型的张拉整体结构:其主要施工方法是在桁架安装就位后,对桁架下弦中的钢索进行张拉,使得结构最终呈现出拱的形状;其具有跨度大、构造简单、施工简便、造价低廉等显著的优点。可以广泛应用于体育场馆、大型商场、大容量仓库等大型工业与民用建筑。在国外,张拉整体桁架结构更是以其无法替代的优势而被大量应用于飞机维修库房。 本文的研究重点在于揭示张拉整体桁架结构成型的机理。考虑到这是一种国外的专利技术,因此本文首先结合国外已建工程实例就张拉整体桁架结构的基本构造,施工方法进行了较为详细的介绍,并在全面剖析成型过程中结构力学特性的基础上,采用非线性有限元方法推导了全部公式,并据此编写了计算机程序,对若干具体的算例进行了成型过程的全程仿真分析,研究了结构在成型过程中的变形方式、内力大小和塑性区分布等重要问题,找出了影响结构成型的几个重要参数,进一步的参数分析给出了这些参数的取值范围。 本文的研究结果对于进一步分析张拉整体桁架结构工作阶段的受力性能具有一定的指导作用。为全面掌握张拉整体桁架结构的工作原理奠定了基础。可以预见:对于2008年北京奥运会体育场馆和众多短期、临时性建筑而言,张拉整体桁架结构可以大显身手。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TU323.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 秦乃兵,张毅刚,吴金志,丁明;张拉整体桁架钢结构成型过程参数分析[J];北京工业大学学报;2005年03期
2 王成;张毅刚;谭争光;;体内张拉成形空间网格结构成形性能研究[J];北京工业大学学报;2009年02期
3 韩青;张毅刚;秦乃兵;;预应力拱架结构的找形方法[J];工程建设与设计;2006年01期
4 王成;张毅刚;;基于竖向位移的张拉成形网格结构成形过程研究[J];建筑结构;2011年10期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 韩青;赵凯红;张毅刚;;预应力拱架结构多维地震响应的动力时程分析[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
2 张毅刚;王成;谭争光;王磊;;一种新型的空间结构形式--体内张拉形成空间网格结构[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
3 谭争光;张毅刚;王成;王磊;;高跨比对辐射状体内张拉成形空间网格结构的影响分析[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郎丰华;大跨度飞机维修库选型与设计研究[D];北京工业大学;2005年
2 曾毅恒;张弦拱(拱架)结构性能的试验研究[D];中国建筑科学研究院;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 张其林;预应力结构非线性分析的索单元理论[J];工程力学;1993年04期
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4 张立新,沈祖炎;预应力索结构中的索单元数值模型[J];空间结构;2000年02期
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6 杨联萍,董明,邱枕戈,钱若军,王春江;索穹顶结构[J];空间结构;2003年02期
7 张其林;空间张拉杆系统的平衡状态寻找[J];空间结构;1997年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 余志祥,蔡宏儒;索网结构有限元找形与参数分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
3 余志祥,刘家喜;某膜结构工程加固非线性分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
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6 徐伟良;郑廷银;蒋菡;;钢结构的弹塑性大位移研究分析[J];四川建筑科学研究;2006年01期
7 姜华;邱成进;;悬索结构计算中的关键问题探讨[J];四川建筑科学研究;2006年05期
8 高轩能;李琨;;变截面门式刚架地震反应研究进展[J];四川建筑科学研究;2008年03期
9 王蔚然;王继兵;秦荣;;QR法在巨型结构动力分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2009年05期
10 王展光;龚昕;王珍吾;肖鹤亮;单建;;栅格三明治板的小挠度弯曲变形[J];四川建筑科学研究;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邵龙;赵清;宁杰;吴延忠;;永磁磁力耦合器转子强度有限元分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
2 胡星岩;张晓光;杨建行;罗晓群;;空间钢管桁架结构的整体稳定分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
3 高素荷;姚河省;;网格划分密度与有限元求解精度研究[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
4 谢长川;徐焱;杨超;;几何非线性气动弹性及其在我国的研究现状[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
5 段永红;王京京;张新华;;高压输电线原始构型的渐进逼近方法[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
6 侯管仲;肖勇;;金属网反射器索网预应力对模态的影响[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
7 苏海东;龚亚琦;谢小玲;;基于三角形固定网格的数值流形方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
8 张畋征;林晓鹰;;MSC.Dytran在钣金冲压加工仿真中的应用[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
9 孟美莉;孙璨;吴兵;傅学怡;张剑;冯叶文;林建刚;;深圳大运会篮球馆屋盖结构稳定性分析[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
10 闻洋;李春光;;基于有限元法的钢管混凝土柱影响因素分析[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
4 张鹏;双相钢电阻点焊性能特征与焊接机理研究[D];华中科技大学;2010年
5 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
6 南栋祥;具突变性对象的量子神经网络突变波函数及权重波函数的分析与研究[D];昆明理工大学;2009年
7 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
8 汪峰;大跨径三塔结合梁斜拉桥几何非线性分析研究[D];武汉理工大学;2010年
9 赵明;斜拉索随机最优主动/半主动控制[D];浙江大学;2011年
10 乔磊;大尺度复杂张拉薄膜结构整体分析理论及其软件化[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁博文;预应力混凝土箱梁非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
2 张鹏;橡胶坝静动力特性有限元分析[D];山东农业大学;2010年
3 王秀丽;基于行人小腿保护的汽车保险杠改进研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李鸿飞;自动化弹库接口技术及碰撞动力特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张雪峰;带式输送机滚筒的有限元分析及二次开发[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 郝红肖;鼓包法表征弹塑性膜/基体系界面结合性能的理论模型[D];湘潭大学;2010年
7 谢先富;越野轮胎起重机车架有限元分析[D];湘潭大学;2010年
8 朱莹莹;27SiMn无缝钢管深孔滚压加工技术的研究[D];河北工程大学;2010年
9 莫宗云;索—混凝土板预应力组合网架静力与可靠度分析[D];河北工程大学;2010年
10 周晟;菱形夹芯结构蜂窝纸板及其基本力学性能研究[D];湖南工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯虹;袁勇;;索穹顶结构静、动力特性分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
2 秦乃兵,张毅刚,吴金志,丁明;张拉整体桁架钢结构成型过程参数分析[J];北京工业大学学报;2005年03期
3 韩青;张毅刚;赵凯红;;结构工程中接触问题的数值计算方法[J];北京工业大学学报;2006年04期
4 王成;张毅刚;;体内张拉成形空间网格结构的形态分析——几何位移迭代法[J];北京工业大学学报;2009年03期
5 李维滨,施骏,郭正兴;大跨度张弦桁架预应力张拉控制研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期
6 王成;张毅刚;;体内张拉成形屋架垂跨比和矢跨比影响分析[J];东南大学学报(自然科学版);2009年04期
7 王力,张世海,吕大刚,王光远;大跨空间结构选型的因素体系模型[J];低温建筑技术;2003年03期
8 曾焕辉;钢结构选型浅探[J];福建建筑;2002年01期
9 曹雪芝,殷志祥;影响张弦梁结构受力性能的参数分析[J];工程建设与设计;2005年10期
10 韩青;张毅刚;秦乃兵;;预应力拱架结构的找形方法[J];工程建设与设计;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 宋威;韩青;张毅刚;祖青;;新型体内预应力钢屋架塑性扩展研究[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈建兴;张弦梁结构张拉过程结构性能和伺服施工过程理论[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘中华;玻璃采光顶支承结构体系的理论与应用技术研究[D];浙江大学;2003年
2 吕晓静;张弦空间桁架的静力性能及稳定性分析[D];西安建筑科技大学;2003年
3 马美玲;张弦梁结构找形和受力性能研究[D];浙江大学;2004年
4 刘永周;张弦立体桁架结构力学性能分析[D];兰州理工大学;2004年
5 于泳;大跨度张弦梁结构计算分析及设计[D];天津大学;2003年
6 丁博涵;张弦梁结构的静力、抗震和抗风性能研究[D];浙江大学;2005年
7 丁南生;张弦梁结构动力反应分析及抗震性能研究[D];兰州理工大学;2005年
8 王正光;张弦梁挑逢结构的性能研究[D];浙江大学;2006年
9 艾军;平面张弦结构的静力稳定性研究[D];天津大学;2005年
10 沈喜辉;双索张弦梁结构找形与受力性能分析[D];哈尔滨工程大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 王成;张毅刚;;几何位移迭代法在体内张拉成形网格结构形态分析中的简易算法(Ⅱ)[J];四川建筑科学研究;2009年06期
2 王成;张毅刚;;体内张拉成形空间网格结构的形态分析——几何位移迭代法[J];北京工业大学学报;2009年03期
3 王成;张毅刚;;体内张拉成形空间网格结构上弦环梁对结构内力影响分析[J];北京工业大学学报;2009年09期
4 王成;张毅刚;;张拉成形网格结构成形过程参数分析[J];北京工业大学学报;2010年07期
5 韩青;张毅刚;;预应力拱架结构振动模态特性分析[J];工业建筑;2006年S1期
6 王成;张毅刚;谭争光;;体内张拉成形空间网格结构受荷过程腹杆影响分析[J];工业建筑;2008年11期
7 张毅刚;;张弦结构的十年(三)——张弦成形结构的概念及发展[J];工业建筑;2009年12期
8 王成;张毅刚;;体内张拉成形空间网格结构垂跨比和矢跨比影响分析及试验研究[J];建筑结构学报;2009年04期
9 王成;张毅刚;;张拉成形网格结构成形过程径向位移分析[J];空间结构;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张毅刚;王成;谭争光;王磊;;基于ANSYS程序的大跨度张弦立体桁架参数分析[A];第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2006年
2 张毅刚;王成;谭争光;王磊;;基于ANSYS程序的大跨度张弦立体桁架参数分析[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2006年
3 张毅刚;王成;谭争光;王磊;;一种新型的空间结构形式--体内张拉形成空间网格结构[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈肖达;索撑网壳结构静力性能与施工模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张其林;预应力结构非线性分析的索单元理论[J];工程力学;1993年04期
2 张其林,张莉,周岱;连续长索非线性静动力分析的样条单元[J];工程力学;1999年01期
3 钱若军,沈祖炎,夏绍华,洪肖秋;结构概念及全张力体系的工作机理[J];空间结构;1996年03期
4 马立明,沈祖炎,钱若军;大跨空间结构的新型式──张拉索穹顶结构[J];同济大学学报(自然科学版);1995年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦乃兵,张毅刚,吴金志,丁明;张拉整体桁架钢结构成型过程参数分析[J];北京工业大学学报;2005年03期
2 陈少杰;段敬民;赵洪波;;桁架结构优化设计的改进蚁群算法[J];工业建筑;2010年01期
3 陈卓;周舒渊;;有关桁架结构优化设计的方法研究[J];陕西建筑;2006年06期
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5 李鸿晶,冯启民,温瑞智;桁架结构基于地震可靠性分析的优化方法[J];地震工程与工程振动;1997年01期
6 黄炳生,王文涛,蔡建芬;桁架结构可靠度优化设计的多阶段决策算子法[J];南京建筑工程学院学报;1999年01期
7 陈建军,车建文,马洪波,戴君;桁架结构动力特性可靠性优化设计[J];固体力学学报;2001年01期
8 高占远;鹿晓阳;;基于单纯形模拟退火算法的桁架结构优化设计[J];山西建筑;2006年20期
9 任凤鸣;李丽娟;;改进的PSO算法中学习因子(c_1,c_2)取值的实验与分析[J];广东工业大学学报;2008年01期
10 刘殿忠;霍旭薪;吴学韬;田始浩;;桁架结构的静力损伤识别[J];吉林建筑工程学院学报;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张铁亮;丁运亮;金海波;张珍铭;;卫星桁架结构优化设计[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
2 赵启林;李飞;徐康;;新型复合材料桁架结构静载实验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
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4 李善坡;隋允康;;桁架结构截面优化模型的新提法[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
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7 李禄;刘锡良;陈志华;尹越;姜国梁;;新型大跨度空间结构-悬支穹顶[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
8 高峰;隋允康;杜家政;;桁架结构形状优化两层解法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
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10 李悦;冯西桥;;张拉整体结构的蒙特卡罗找形方法[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林沐;钢魂铁韵壮贵阳[N];中华建筑报;2011年
2 宗河;奥运天天近 变化日日新[N];经济日报;2007年
3 赵鹏;高新车型点燃城市车展[N];科技日报;2007年
4 记者 柯善北 邹斌 通讯员 周晓华;武汉市民之家即将封顶[N];中国建设报;2011年
5 祝贺;黄海亮剑再指北京奥运公交用车[N];中国工业报;2007年
6 通讯员  王云霞 记者  顾今;在市场大熔炉里冶炼成钢[N];建筑时报;2006年
7 海鹏;黄海欲再执公交市场牛耳[N];中国商报;2007年
8 本报记者 吴梦寒;科技耀盛世 妙手绘华章[N];甘肃日报;2009年
9 薛文东 赵勇;β-sialon-Al_(2)O_(3)复合耐火材料(3)[N];世界金属导报;2007年
10 刘志忱 叶柏彰;封闭式型腔制品使纸浆模塑产业更上一层楼[N];中国包装报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 安海;桁架结构系统可靠性分析方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 卢林枫;钢结构错列桁架体系结构分析与设计方法[D];西安建筑科技大学;2003年
3 王剑;压电曲壳曲梁组合结构的有限元分析和形状控制[D];大连理工大学;2008年
4 白巍;可置信性结构鲁棒优化设计若干问题的研究[D];大连理工大学;2009年
5 司洪伟;大挠性航天桁架结构动力学建模及其主动模糊控制研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 陆金钰;动不定结构的平衡矩阵分析方法与理论研究[D];浙江大学;2008年
7 陶振武;基于群集智能的产品共进化设计方法研究[D];华中科技大学;2007年
8 陈龙;不确定结构(系统)控制的性能分析与综合[D];西安电子科技大学;2008年
9 武雷;高层连体结构变形调控施工技术研究[D];东南大学;2005年
10 王迪;选区激光熔化成型不锈钢零件特性与工艺研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁明;张拉整体桁架结构成型机理研究[D];北京工业大学;2003年
2 胡存明;空间智能桁架结构的H_∞振动主动控制[D];大连理工大学;2012年
3 张赛卓;车载式施药机械桁架设计及有限元分析[D];西北农林科技大学;2011年
4 谷鹏;索托桁架结构性能影响因素分析[D];北京交通大学;2011年
5 李兴坡;索托桁架结构稳定与抗震性能研究[D];北京交通大学;2011年
6 纪红娜;张拉整体移动机器人动力学及运动性能分析[D];西安电子科技大学;2011年
7 李亭战;高位桁架转换层设计研究[D];西安建筑科技大学;2011年
8 章灵燕;桁架结构的损伤识别方法[D];中国农业大学;2005年
9 高峰;桁架结构形状优化的理论与基于MSC/NASTRAN的软件二次开发[D];北京工业大学;2003年
10 张舟;基于CAD与CAE技术的建筑桁架结构模型设计研究[D];西安建筑科技大学;2011年
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