本文關(guān)鍵詞：邊索滑移情況下的張拉膜結(jié)構(gòu)施工成形過程模擬分析

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【摘要】：索膜結(jié)構(gòu)是一種新型的空間結(jié)構(gòu)形式。與傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)不同,索膜結(jié)構(gòu)的剛度、合理形態(tài)主要是通過結(jié)構(gòu)體內(nèi)合理的預(yù)應(yīng)力分布來保證的。施工過程中,索膜滑移、施工誤差等因素均會造成索膜結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力分布與設(shè)計預(yù)期存在較大差異,進(jìn)而使得膜面出現(xiàn)褶皺、甚至破壞。為準(zhǔn)確實現(xiàn)索膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標(biāo),需要在考慮索膜滑移的情況下,采用簡明高效地計算方法,對索膜空間結(jié)構(gòu)施工成形全過程進(jìn)行模擬分析,從而進(jìn)一步完善索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計理論、改進(jìn)施工方法。在進(jìn)行索膜結(jié)構(gòu)張拉過程分析時,為避免傳統(tǒng)有限元方法計算大、收斂性不佳等困難,也為了更簡明地處理索膜滑移現(xiàn)象,本文將本課題組前期提出的含有三個附加節(jié)點(diǎn)的彈簧質(zhì)點(diǎn)模型(MSMTN)應(yīng)用于張拉式索膜結(jié)構(gòu)的變形模擬,并進(jìn)一步提出了索膜滑移處理方法,從而實現(xiàn)了索膜滑移情況下的索膜結(jié)構(gòu)張拉過程分析。具體研究工作如下:1.將含三個附加節(jié)點(diǎn)的彈簧質(zhì)點(diǎn)模型引入索膜結(jié)構(gòu)體系的施工仿真分析中,基于MSMTN,建立了適用于索膜結(jié)構(gòu)計算分析的大變形增量算法;2.基于彈簧質(zhì)點(diǎn)模型,提出了索在中間支座上滑移的計算模擬方法,即通過保持索、支座共節(jié)點(diǎn),改變滑移索單元原長的方法來模擬索滑移過程,有效避免了索滑移后單元重劃的困難;進(jìn)而建立了索膜空間結(jié)構(gòu)施工過程中的索膜滑移迭代計算分析方法;3.基于MSMTN模型,建立了張拉式膜結(jié)構(gòu)施工張拉全過程分析計算方法,并針對典型馬鞍形索膜空間結(jié)構(gòu),在考慮索膜滑移的情況下,分析了施工過程中索膜結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)的變化情況;4.在完成索膜空間結(jié)構(gòu)施工成形過程分析的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析了考慮索膜滑移時,邊索施工誤差、不同預(yù)設(shè)預(yù)應(yīng)力對索膜結(jié)構(gòu)施工成形過程的影響。本文利用彈簧質(zhì)點(diǎn)模型,討論了膜結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的聯(lián)系,研究了施工過程中索膜滑移、索系施工誤差以及不同初始預(yù)應(yīng)力等對大跨度索膜空間結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的影響;研究成果將有助于進(jìn)一步完善索膜空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論及施工過程分析方法。
【關(guān)鍵詞】：張拉式膜結(jié)構(gòu) 彈簧質(zhì)點(diǎn)模型 幾何非線性 索膜滑移 施工全過程模擬
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU745
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 引言10-11
• 1.2 索膜結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀11-22
• 1.2.1 索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.2 索膜結(jié)構(gòu)施工的研究現(xiàn)狀17-22
• 1.3 彈簧質(zhì)點(diǎn)模型的研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4 索膜結(jié)構(gòu)施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)23-24
• 1.4.1 索膜結(jié)構(gòu)的一般施工過程23
• 1.4.2 索膜結(jié)構(gòu)施工成形過程模擬分析的必要性23-24
• 1.5 膜結(jié)構(gòu)施工分析存在的主要問題24-25
• 1.6 本文的研究內(nèi)容25-26
• 第2章 基于MSMTN的索膜結(jié)構(gòu)增量計算方法26-35
• 2.1 引言26
• 2.2 MSMTN模型簡介26-30
• 2.2.1 MSMTN彈簧系數(shù)的確定方法27-29
• 2.2.2 MSMTN的變形算法29-30
• 2.3 基于MSMTN的索膜結(jié)構(gòu)增量法30-33
• 2.3.1 連續(xù)體大變形計算的增量法30-31
• 2.3.2 MSMTN膜面增量法的基本流程31-32
• 2.3.3 MSMTN的預(yù)應(yīng)力處理32
• 2.3.4 附加節(jié)點(diǎn)位移的計算32-33
• 2.3.5 索的處理方法33
• 2.4 基于MSMTN的膜結(jié)構(gòu)增量法計算步驟33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 基于MSM的索膜滑移迭代分析方法35-43
• 3.1 引言35
• 3.2 基于MSM的索滑移模型建立35-38
• 3.3 基于MSM的索膜滑移迭代方法38-42
• 3.3.1 索膜共節(jié)點(diǎn)的處理方法38
• 3.3.2 索膜摩擦滑移的處理方法38-41
• 3.3.3 索膜自由滑移的處理方法41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 索膜結(jié)構(gòu)張拉施工分析的計算方法43-47
• 4.1 引言43
• 4.2 基本計算思路與基本假定43-44
• 4.3 施工模擬之前的預(yù)處理44-45
• 4.4 索膜結(jié)構(gòu)張拉過程的處理方法45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 典型馬鞍形索膜結(jié)構(gòu)張拉施工成形全過程分析47-74
• 5.1 引言47
• 5.2 計算模型及設(shè)計計算結(jié)果47-48
• 5.3 分步張拉膜面施工模擬48-55
• 5.4 分步張緊邊索施工模擬55-73
• 5.4.1 考慮索膜滑移時分步張緊邊索的施工模擬55-62
• 5.4.2 不同摩擦系數(shù)對張緊邊索施工模擬的影響62-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 第6章 含索系施工誤差的邊索張拉分析74-89
• 6.1 引言74
• 6.2 索膜固結(jié)情況下含索系誤差的張拉結(jié)果分析74-81
• 6.3 索膜滑移情況下含索系誤差的張拉結(jié)果分析81-88
• 6.4 本章小結(jié)88-89
• 第7章 不同預(yù)設(shè)預(yù)應(yīng)力下索膜結(jié)構(gòu)施工過程分析89-107
• 7.1 引言89
• 7.2 不同預(yù)設(shè)索力下索膜結(jié)構(gòu)施工成形結(jié)果分析89-98
• 7.2.1 不同預(yù)設(shè)索力的膜面張拉施工模擬90-92
• 7.2.2 不同預(yù)設(shè)索力的邊索張拉施工模擬92-98
• 7.3 不同預(yù)設(shè)膜面預(yù)應(yīng)力下索膜結(jié)構(gòu)施工成形結(jié)果分析98-106
• 7.3.1 不同膜面預(yù)應(yīng)力的膜面張拉施工模擬98-100
• 7.3.2 不同膜面預(yù)應(yīng)力的邊索張拉施工模擬100-106
• 7.4 本章小結(jié)106-107
• 第8章 結(jié)論與展望107-109
• 8.1 結(jié)論107-108
• 8.2 不足與展望108-109
• 致謝109-111
• 參考文獻(xiàn)111-115

【相似文獻(xiàn)】

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