| 【中文题名】 | 索杆张力结构的施工成型和平面连杆机构的运动形态分析 |
| 【英文题名】 | Erection Simulation of Cable-Strut Tensile Structures and Motion Tracing of Planar Pin-bar Mechanisms |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-4-20 |
| 【中关键词】 | 索杆张力结构,松弛态索杆体系,悬链线,协调方程,弦向刚度,施工成型 |
| 【英关键词】 | cable-strut tensile structures,slack cable-bar assembly,catenary,compatible equation,chord-direction stiffness,erection simulation,motion tracing,shape-finding,dynamic relaxation method,planar pin-bar mechanism, |
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| 【论文摘要】 | 索杆张力结构的施工成型分析,以及柱面网壳“折叠展开式”整体提升施工的形态分析,是本文的主要研究内容。前者涉及到松弛态索杆体系的找形分析,后者可简化为平面连杆机构的运动形态分析。这方面的研究具有现实的工程意义和理论的指导意义。
本文首先基于悬链线解析解推导了一种反映索原长和索力之间关系的索元协调方程式,以及适用于动力松弛法找形分析的索元弦向刚度表达式。利用该协调方程式,无需迭代或仅采用简单的二分法便可以稳定快速地实现索原长与索力之间的换算。而索元弦向刚度表达式则可以在常规动力松弛法找形分析时考虑大垂度松弛索元的情况。
本文还详细地解释了运动阻尼动力松弛法的基本原理,结合松弛索元和直线杆元两种单元类型给出其虚拟质量的取值,并对刚度增大系数λ的取值做了一些讨论,指出最佳λ的取值是很困难的。根据作者的经验,对于柔性结构体系的找形分析,λ在0.5～2.0之间调节即可获得满意的收敛速度。
本文在总结找形分析的特点及其数学描述的基础上,采用悬链线索元结合动力松弛法,考察了Geiger型索穹顶结构和CC类葵花型空间索桁结构的几个特定施工步骤,对其施工成型过程进行了模拟,取得了很好的结... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-22 |
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§1．1 引言 |
8 |
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§1．2 索杆张力结构的施工成型 |
8-14 |
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§1．2．1 索杆张力结构 |
8-12 |
|
§1．2．2 索穹顶结构的张拉成型 |
12 |
|
§1．2．3 空间索桁张力结构的张拉成型 |
12-14 |
|
§1．2．4 索杆张力结构施工过程的特点 |
14 |
|
§1．3 网壳结构的施工技术 |
14-18 |
|
§1．3．1 Pantadome体系和施工法 |
15-16 |
|
§1．3．2 柱面网壳“折叠展开式”整体提升施工法 |
16-17 |
|
§1．3．3 柱面网壳支座水平滑移整体成型法 |
17-18 |
|
§1．4 两类施工法的研究现状 |
18-19 |
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§1．4．1 索杆张力结构施工成型的研究现状 |
18-19 |
|
§1．4．2 网壳结构机构类新型施工方法的研究现状 |
19 |
|
§1．5 本文所作主要工作 |
19-20 |
|
参考文献 |
20-22 |
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第二章 悬链线索单元 |
22-34 |
|
§2．1 引言 |
22 |
|
§2．2 悬链线索单元分析 |
22-26 |
|
§2．2．1 基本假定 |
22-23 |
|
§2．2．2 变形协调方程 |
23-25 |
|
§2．2．3 弦向刚度 |
25-26 |
|
§2．3 杆单元分析 |
26-27 |
|
§2．3．1 基本假定 |
26-27 |
|
§2．3．2 本构关系 |
27 |
|
§2．4 算例 |
27-33 |
|
§2．4．1 索原长及弦向刚度计算算例 |
27-28 |
|
§2．4．2 索端张力和弦向刚度参数分析算例 |
28-33 |
|
§2．5 本章小结 |
33 |
|
参考文献 |
33-34 |
|
第三章 动力松弛法 |
34-44 |
|
§3．1 引言 |
34 |
|
§3．2 动力松弛法 |
34-39 |
|
§3．2．1 基本思想及递推方程论 |
34-36 |
|
§3．2．2 虚拟质量的取值 |
36-37 |
|
§3．2．3 初始化和重新初始化 |
37-38 |
|
§3．2．4 λ的取值 |
38-39 |
|
§3．2．5 收敛准则 |
39 |
|
§3．3 算例 |
39-42 |
|
§3．4 本章小结 |
42 |
|
参考文献 |
42-44 |
|
第四章 索杆张力结构的施工成型 |
44-55 |
|
§4．1 引言 |
44-45 |
|
§4．2 找形问题的特点和数学描述 |
45-46 |
|
§4．3 索杆张力结构的施工成型模拟 |
46-53 |
|
§4．3．1 Geiger索穹顶的施工成型模拟 |
46-49 |
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§4．3．2 葵花型空间索桁张力结构的施工成型模拟 |
49-53 |
|
§4．4 本章小结 |
53 |
|
参考文献 |
53-55 |
|
第五章 平面连杆机构的运动形态分析 |
55-68 |
|
§5．1 引言 |
55 |
|
§5．2 体系的形态特征 |
55-56 |
|
§5．2．1 施工方法描述 |
55-56 |
|
§5．2．2 体系形态特征 |
56 |
|
§5．3 计算模型和求解方法 |
56-57 |
|
§5．3．1 计算模型 |
56 |
|
§5．3．2 求解步骤 |
56-57 |
|
§5．4 几类不同网壳结构施工过程的形态分析与特点 |
57-66 |
|
§5．4．1 五连杆机构的对称提升施工形态分析 |
57-59 |
|
§5．4．2 七连杆机构的非对称提升施工形态分析一 |
59-61 |
|
§5．4．3 七连杆机构的非对称提升施工形态分析二 |
61-64 |
|
§5．4．4 七连杆机构的非对称提升施工形态分析三 |
64-66 |
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§5．5 本章小结 |
66-67 |
|
参考文献 |
67-68 |
|
第六章 结论与展望 |
68-70 |
|
§6．1 本文主要结论 |
68-69 |
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§6．2 进一步的研究工作 |
69-70 |
|
致谢 |
70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.121972 |
