索膜结构找形方法及自振特性研究（可复制毕业论文）.pdf

摘要索膜结构是二十世纪中期发展起来的一种新型空间结构形式,它以性能优良的一定刚度和承受外荷载能力的结构体系。本文在总结国内外研究现状的基础上主要针对索膜结构的找形分析和自振特性分析方面作了一些研究工作。本文首先推导了用于索膜结构分析的几何非线性有限元基本列式及基于修正相关。本文通过索膜结构的自振特性分析发现,索膜结构的自振频率较低且呈连续密集分布,振型也比较复杂;影响其自振特性的主要结构参数是膜中预应力和结构跨度,随着膜中预应力的增加,自振频率呈较大幅度提高,而随着结构跨度的增大,柔软织物为材料,利用柔性拉索或刚性支承结构使膜面张紧获得预应力而形成具有的拉格朗日坐标的两节点直杆索单元和平面三角形常应变膜单元的几何非线性增与传统结构不同,索膜结构作为一种整体张拉的柔性结构体系,需进行找形分析以确定满足边界条件和预应力分布的初始平衡形状。找形分析是索膜结构分析、设计的首要步骤,也是至关重要的一步。本文对一般的动力松弛法进行了改进,并编制了相应的找形程序,同时又给出了应用倚蔚姆椒āK憷治霰砻鞅文提出的找形方法是正确有效的,相对而言,改进的动力松弛法在计算精度和稳定性方面要优于倚畏椒āMü治鏊髂そ峁棺灾丶八鳌⒛ぴびαΡ榷哉倚结果的影响发现,对于益面曲率和单位投影面积内自重变化较大的索膜结构,自重对其找形的影响较大:在索内预张力远大于膜内预张力时,找形结果主要取决于索内预张力,而当索内预张力与膜内预张力相差不大时,找形结果取决于两者的共同作用。索膜结构属于风敏感结构,其在风荷载作用下的反应,与结构的自振特性密切自振频率却大幅度降低:。关键词:索膜结构,几何非线性,找形分析,动力松弛法,自振特性量理论。影响很小。
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、张拉式膜结构及索穹顶四大类跚】。膜结构是二十世纪中期发展起柬的一晔碌目丈窘峁剐问剑涑蝘匪莸古代游牧民族使用的帐篷结构啊=甘昀矗孀呕Чぁ姆⒄梗跃勐纫蚁⒕鬯姆蚁4淼母叻至瞬枫沤コ墒欤偌硬芳扑慊际醯迅猫发展年¨数值计算方法的不断改进,伎膜结构得到了迅速的发展,由最初的临叫性建筑迈向了永久性建筑的行列。并被广泛应用丁商业建筑、体育建筑、工业建筑、户外漫施、文化娱乐建筑等各种领域,其新颖的建筑造型给我们留下了深刻的印象,图,是几个典型的膜建筑实例。膜结构的造型虽然干变万化,但按照不同的结构形式可分为充气式膜结构、骨そㄖ道图膜建筑实例二そㄖ道图幽蚝;
.そ峁沟姆⒄估定薄膜,以承受外荷载的。种结构。其又可细分为气承式充气膜结构和气肋式充气骨架是整个结构的主要承力构件,作为覆盖材料的膜材则是局部范围内的承重单种膜结构要通过一定的张拉手段在结构内建立一定的预应力,使之具有必要的刚主要研究对象就是张拉式索膜结构。索穹顶膜结构实际上是空间双层索系和覆面膜材联合运用,形成的一种高效的与传统结构相比,膜结构具有以下一些特点:充气式膜结构是晟初发展起来的膜结构形式之一,利用薄膜内外空气压差米稳骨架支承式膜结构是以膜材绷紧在刚性骨架缤呛凸凹艿上的结构,刚性元,结构受力性能有一定的局限性。张拉式膜结构的形成机制与预应力索网类似,呈负高斯曲率的鞍形曲而形状,张紧在柔性或【性的边缘构件上,还可利Ω嘶蛄⑼魈峁┒懒⒌牡醯慊蛑У恪U度。完整的张拉式膜结构一般由张拉薄膜、加劲索及支承结构三部分组成。本文的大跨度轻型屋盖结构形式。索穹顶还可细分为以下两种类型:索穹顶和三角索穹顶。耆黄屏舜辰ㄖ峁沟哪J剑煨陀琶馈⒏挥惺贝ⅰ哂辛己玫耐腹庑裕腹饴试%~%左右,可以充分利用自然光,减少能源消耗。并且具有良好的阻燃性和自洁性。灾厍幔嘉/,是传统大跨度结构的/。施工周期短,施工简便,建筑造价低,比传统结构低%~%,而且跨相对造价也越低。现代意义上的膜结构起源于二十世纪初。年,英国人甃状提出气承式帐篷用于野战医院的设想,并申请了专利,但由于当时的技术条件原因淦侥そ峁膜结构。羌苤С惺侥そ峁爬侥そ峁黢范度越大适用范围广,从小品膜建筑到大型体育场馆都适用。第一带绪论
的圆形充气雷达罩,从而衍生出一个新的工业产品口】。世纪年代,德国建筑师言砟ぴ碛τ玫侥そ峁狗治鲋校㈦了预应力膜结构理论。的第一个现代张拉膜结构是年为德国联邦圆艺博览会设计的一个临时性音乐台。随后,将张拉索膜结构技术又向前推进了一步,把索网引入到张拉膜结构中,年设计完成的加拿大博览会的德国馆和年与合作完成的奥林匹克中心是其代表作品。的这个气肋式拱构成,每个拱直径为,长度为诓科箍伤嫱獠炕肪撤缪状况调整。美面投影尺寸为这次博览会在建筑发展史上是一个标志,是把膜结构