鸟巢型索网结构的力学分析
【摘要】:
国家体育馆的设计方案问世之后,“鸟巢型结构”一词随之诞生。鸟巢型结构是近几年提出的一种新颖美观的结构形式,主要可用于大跨度空间结构中。目前对这种新型结构的研究尚不多见,仅限于对鸟巢型网架和索穹顶结构的探索性研究,对其他结构形式的性能的研究仍为空白。因此对鸟巢型结构的深入研究及理论的完善显得尤为迫切。本文针对鸟巢型的索网结构进行了力学特性的分析研究。
目前已有研究的鸟巢型结构包括两种,即网架结构与索穹顶结构,本文为鸟巢型索网结构研究的首例。通过对以上三种结构在受力形式、用钢量、有效空间率、建筑美感和施工方法五个指标上对比分析及优化,结果显示索网结构形式是鸟巢型结构的较优形式。圆形鸟巢形索网是由统一长度、统一规格的悬索组成,本文中使用外环支撑点数和每条索两支承点间对应外环多边形的边数来描述鸟巢型索网的不同外部形态,通过对索网形态的对比分析,确定了符合实际工程要求的六种鸟巢型索网形式。
鸟巢型索网结构的静力特性分析中,本文主要采用了简化计算的方法,过程中运用连续性薄膜理论,把结构简化为薄膜进行受力分析,建立平衡微分方程,实现了求解结构内力和挠度的目的。同时使用有限元软件ANSYS对结构进行数值计算,计算结果与解析计算结果吻合较好。
鸟巢型索网结构的自由振动的特性分析中,求解结构自振频率与振型主要使用了两种方法,即基于能量法的计算方法和基于有限元分析的数值方法。计算得到鸟巢型索网结构自振频率的分布特征,振型的特点以及各因素对结构动力性能的影响,同时对BN245型到BN2410型的不同自振特性进行了对比与分析,为结构的选型提供了依据。
论文最后总结了上述的研究内容以及结论与成果,并指出了今后研究工作。本文对鸟巢型索网结构的研究,将有利于提高人们对这种新型结构的力学特性认识,有利于此结构的完善和使用,具有重要的学术意义和实用价值。
|
|
|
|
1 |
张新培;索网结构可靠指标β的计算方法[J];计算力学学报;1993年01期 |
2 |
晏景通,高日;不同索元模式对索网结构受力分析的影响[J];钢结构;2002年03期 |
3 |
曾华卿;;索网结构的最小二乘高斯配点法[J];华中建筑;1991年01期 |
4 |
袁兵;苏建华;;最小二乘法在索网结构力密度法找形中的应用[J];广州大学学报(自然科学版);2006年04期 |
5 |
秦力一,罗大公;预应力鞍形索网结构的Galerkin配线解法[J];特种结构;1996年04期 |
6 |
顾建飞;姚谏;钱国桢;;索网结构与膜结构自振频率近似求解法[J];钢结构;2006年01期 |
7 |
周焕廷;袁健;李国强;;索网结构找形分析及其在ANSYS中的实现[J];水利与建筑工程学报;2007年04期 |
8 |
冯全敢;厉林海;;复位平衡法在索网结构找力分析中的应用[J];山西建筑;2011年16期 |
9 |
张新培;“小震”作用下索网结构可靠指标β的计算方法[J];计算力学学报;1996年04期 |
10 |
赵俊钊;陈务军;付功义;任小强;;索网找形分析方法与成形试验研究(英文)[J];空间结构;2008年02期 |
11 |
李曾林,沈世钊;双曲抛物面悬挂薄壳结构工作性能的研究[J];哈尔滨建筑大学学报;1988年01期 |
12 |
陈德兴;王年桥;;实加线性衰减动载作用下土中浅埋索网结构动力分析[J];解放军理工大学学报(自然科学版);1992年04期 |
13 |
蔡宏儒,余志祥,林宏图;自选参数动力松驰法在索网结构中的应用[J];四川建筑;2003年03期 |
14 |
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 |
15 |
曾小飞,叶继红,叶冶;动力松弛法与力密度法在索网结构找形中的比较分析[J];空间结构;2003年04期 |
16 |
钱宏亮;范峰;金晓飞;沈世钊;王启明;;FAST30m模型整体索网结构试验研究[J];土木工程学报;2008年04期 |
17 |
吴晓;杨立军;黎大志;文会军;;温度变化对正交索网结构非线性振动的影响[J];空间结构;2009年02期 |
18 |
杨东武;保宏;;非对称索网抛物面天线力平衡特性及预拉力设计[J];机械工程学报;2009年08期 |
19 |
陈树辉,林文静,许光耀,黄建亮;索网结构静力分析的动态松驰法[J];应用力学学报;2002年02期 |
20 |
游桂模;尚仁杰;丁洁民;;双向多跨连续索桁架-索网结构静力分析[J];结构工程师;2009年04期 |
|