考虑整体分析的索膜结构的找形

利用非线性有限元基本原理建立了钢-索-膜结构的有限元模型,推导出了考虑钢-索-膜整体分析的索膜结构的找形方法,并利用有限元软件ansys找形,对比说明了整体分析找形的必要性,并验证这种方法找形的可行性.     

索膜结构非线性有限元找形荷载全过程分析

基于索模结构非线性有限元理论,膜单元采用考虑小应变大位移的平面三角形单元,索单元采用考虑大变形的二节点直线杆单元,引入支座提升方法和杨氏小模量理论,给出了一种索膜结构找形的方法。随后应用通用有限元软件ANSYS,对某高校看台膜结构进行了找形分析,并依照新的膜结构技术规程,进行了荷载分析。找形及荷载分析结果符合规程要求,证实了该方法的有效性和可行性。     

索膜结构的二次找形法

本文首先分析索膜结构找形分析的几种主要方法,发现这些方法均没有考虑重力的影响,因此提出考虑重力作用的二次找形法,给出二次找形法的基本原理和计算框图,编制相应的程序,并通过两个算例来验证.算例分析发现,索膜结构在找形分析时,若考虑重力作用,膜面和索的曲率比未考虑重力时大,因此二次找形法获得的结果更接近实际的情况,同时该方法还具有收敛速度快、收敛性好的优点.     

张拉膜结构找形结果影响因素分析探讨

张拉膜结构的找形分析需要根据荷载分析结果进行多次调整分析,裁剪分析也是通过找形分析所得到的最终膜面.故找形分析是索膜结构设计中一个极重要的环节,而索膜的初始预张力、杨氏模量及边界条件等参数直接关系到找形分析结果的合理与否,并影响到整个结构的受力性能、建筑效果和经济性.本文就上述问题结合典型算例分析探讨了影响张拉膜结构找形结果的影响因素,得出规律为索膜结构找形分析提供参考.     

随州高铁站ETFE伞状索膜结构分析设计

随州高铁站主体结构采用"伞状单元体"索膜结构,为实现随州高铁站站房中"伞状单元体",提出了一种大曲率索膜协同作用伞状单层ETFE膜结构方案.首先根据建筑方案,提出2种不同的布索方案.采用小弹性模量法对索膜进行协同找形分析,并对预应力态和荷载态下的索膜结构进行计算分析,对比了不同布索方案、不同膜厚度的ETFE膜结构的膜面应力、索力等.研究表明,小弹性模量法适用于单层ETFE与索网协同找形分析,大曲率索膜协同作用ETFE膜结构可用于实际工程,本工程选用布置5道横向索时,索膜结构应力均匀,满足设计要求.     

索膜结构的D．R法找形软件开发

本文阐述了张拉索膜结构的初始平衡形态分析问题，用直杆索单元和平面三角形膜单元来建立模型，应用D．R法对索膜结构进行了找形分析，并据此开发了相应软件。通过典型算例和工程实例计算表明，具有较高的精度和实用性。     

索膜结构找形分析方法研究

归纳和总结了现有的索膜结构找形分析研究方法,分析了三种基本方法,不同结构形式的找形设计方法、改进的找形设计方法以及有限元软件在找形设计中的实现,为我国索膜结构的进一步发展和应用提供了理论依据。     

具有索加强的张拉膜结构的找形分析方法

本文从一般几何非线性分析原理出发,推导出适合于具有索加强的张拉膜结构分析的非线性有限元公式,提出了一种考虑膜、索自重影响的找形方法     

索桁架结构体系找形分析的节点位移法

平面索桁架以及南平面索桁架组成的空间索桁结构是一种应用广泛的柔性结构,它依靠拉索的张力提供刚度.寻找柔性结构合理的预应力分布以达到建筑造型和力学性能的要求是其找形分析的主要目的.与索穹顶结构、单层索网结构相比,索桁架的拓扑关系更加简单明确.力密度法、动力松弛法等一般用于解决单层索网等结构由给定预应力确定初始位形的问题,且难以直接应用在通用有限元软件中(如ANSYS).如果套用索穹顶、单层索网等的找形方法(如力密度法、动力松弛法等)进行找形,则无法直接运用通用有限元软件进行分析.本文依据索桁架结构体系简单明确的拓扑关系,发展了一种通过给节点施加位移进行迭代计算的非线性有限元找形分析方法,该方法不同于单层索网或膜结构找形的小杨氏模量法.本方法求解速度较快,结果较为准确,同时便于在现有的通用有限元软件中应用.     

一种结合找形和找力的索膜结构设计方法

实际工程对膜结构形状的构造提出了各种不同的要求.针对工程中产生的问题,提出了一种膜结构的形状和相对应的自平衡预应力分开确定的构造方法.这种方法使用面力密度法进行节点力平衡的找形分析;然后使用优化的复位平衡法进行找力分析以确定和形面对应的自平衡预应力分布.结合一个具体工程验证了这种构造方法实际应用的可行性和合理性.     

佛山体育中心新体育场屋盖索膜结构设计

佛山体育中心新体育馆屋面是轮辐式的全张拉索膜结构。采用非线性有限元法对结构的找形过程进行了分析,计算了不同角度风荷载作用下结构的风压分布,得到了结构的最大和最小风压及结构整体的变形,对结构的静力稳定问题进行了探讨。分析结果表明,整体张拉结构的预应力施加与施工过程的控制关系密不可分,应注意施工过程中的分阶段分析。     

不同膜面张力下索膜间摩擦接触对谷索拉力的静力影响分析

对带有一条稳定索(谷索)的双曲张拉索-膜结构,应用ANSYS软件进行算例分析,谷索与膜面之间的摩擦接触问题用接触单元Contact175来模拟,接触表面的摩擦作用仅用摩擦系数来考虑,膜面初始预张力分别取2,3,4kN/m,对模型进行初始形态分析和静力荷载分析。分析表明,摩擦接触对谷索实际拉力的影响与膜面初始预张力、荷载形式及荷载大小均有关。相同膜面初始预张力下,外荷载较大时,共享节点的谷索拉力最小,考虑摩擦接触的谷索拉力分析才是偏于安全的。     

复位平衡法在索网结构找力分析中的应用

对索网结构找力分析中的一种方法——复位平衡法进行了研究,分析了该方法的基本思想和算法,算例结果表明：对大型索网结构通过复位平衡法的找力分析可以得到满足给定形状的预应力分布。     

单索非线性分析的修正荷载迭代算法

分析了索变形对荷载的影响,提出了一种修正荷载的迭代算法,运用此算法进行了单索非线性有限元分析,研究表明:考虑荷载修正的迭代算法能够充分反映索变形对沿索长分布荷载的影响,初始状态的假定不影响单索找形结果,从而提高找形的效率。     

索膜结构分离分析和整体分析研究

索膜结构由柔性材料组成,其成形及承载都依靠预应力来实现,故其设计首先需要进行找形分析和荷载分析。本文对索膜结构的分离分析和整体分析进行了对比研究,通过计算实例表明两种方法的差别是巨大的,指出了整体协同找形分析的必要性。     

世博轴索膜结构方案演变与结构参数分析

上海世博轴索膜结构的设计经历了多种方案的比选。以世博轴特大型张拉索膜结构的设计过程为主线,采用非线性有限元方法对该项目各种方案的结构响应进行计算。结构选型提出了无谷索方案、有谷索方案、重锤方案以及内桅杆方案,对比分析了四种方案结构的受力和变形特征,研究了世博轴索膜结构的受力性能变化与方案演变过程,确定结构最终方案为内桅杆体系。并依据自重、弹性模量、泊松比以及支承等因素对结构性能的影响进行了参数分析,分析结果表明：结构体系是影响系统力学性能的主要因素,弹性模量、泊松比等材料属性对结构的整体性能的影响很小;当膜面跨度较大或使用较重的膜材时,建议在找形阶段应考虑自重的影响;为避免计算假定与实际情况脱节,对于柔性支撑体系建议采用整体模型进行分析。图14表7参3     

索杆梁膜结构找形方法研究

介绍了索膜、索杆、索梁结构找形方法的起源原理及特点,并通过对各种结构找形方法的对比分析,分析了各种方法的优缺点,得出了一些有意义的结论,以提高人们对索杆梁膜结构体系的认识。     

索膜结构在中国中部花木城工程的运用与研究

文章介绍的索膜结构是目安徽我省已建成的最大一个索膜结构,提出找形分析的计算方法及分析软件,在索膜结构的裁剪分析中提出最优化的分析方法,并对索膜结构的质量控制及维护作了详细介绍.     

椭圆边界马鞍形单层索网结构静力刚度参数分析

椭圆边界马鞍形单层索网结构受力效率高、造型简洁优雅,有广阔的应用前景。为此,选取椭圆边界马鞍形单层索网结构的高差、边界形状、网格尺寸、拉索预拉力、拉索直径等设计参数,采用控制变量法,基于通用有限元软件ANSYS对其静力刚度进行参数分析。结果表明：单层索网结构的承重索宜布置在短轴方向,稳定索宜布置在长轴方向,可以增加结构刚度;高差对结构刚度的影响最大,保持总高差不变,分别改变承重索垂度和稳定索拱度,结构的刚度没有变化;在网格尺寸为1.7~3.2 m、拉索预拉力为700~1000 kN、拉索直径为44~62 mm时,减小网格尺寸、增大索的预拉力以及直径对增大结构刚度有利;高差和预拉力对结构反力的影响较大,其中高差主要影响结构反力的竖向分量,预拉力同步影响其各分量。