本文關(guān)鍵詞：單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)的參數(shù)化分析與索力優(yōu)化研究

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【摘要】：單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)屬于自平衡體系,呈現(xiàn)小應(yīng)變大位移的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)外形呈馬鞍形,結(jié)構(gòu)輕盈美觀、通透性好,適合建造大跨度體育場(chǎng),該結(jié)構(gòu)近期在科威特的賈比爾·艾哈邁德體育場(chǎng)首次得到應(yīng)用。本文對(duì)該新型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)研究,主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下：(1)對(duì)單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)進(jìn)行找形分析和荷載分析,深入分析了參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系,總結(jié)出估算內(nèi)環(huán)索與徑向索截面面積之比的公式,運(yùn)用該公式可以很快實(shí)現(xiàn)找形收斂,解決了該類結(jié)構(gòu)找形問(wèn)題。分析了結(jié)構(gòu)在不同荷載工況下的靜力性能,研究了外環(huán)、次環(huán)索對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體模型分析。(2)深入探討了矢跨比、垂跨比、內(nèi)外環(huán)尺寸、外環(huán)水平投影的短長(zhǎng)軸長(zhǎng)度之比等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,比較了單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)與雙層車輻式張拉結(jié)構(gòu)的不同受力特征,并進(jìn)行了公式推導(dǎo)。(3)基于遺傳算法對(duì)單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)的剛度、用鋼量、應(yīng)變能等不同目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化研究,在MATLAB平臺(tái)上調(diào)用ANSYS通用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化過(guò)程,通過(guò)自編結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序?qū)崿F(xiàn)了單目標(biāo)優(yōu)化和多目標(biāo)優(yōu)化。在保證撓度和索力滿足規(guī)范限值的前提下,進(jìn)行了不同目標(biāo)下的優(yōu)化分析。(4)研究表明單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)存在的缺陷是撓度受外荷載影響較大,需要施加極大的預(yù)應(yīng)力才能滿足規(guī)范的撓度限值要求。本文對(duì)單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整,研究表明新方案(添加額外索)并不會(huì)提高用鋼量,撓度更容易滿足規(guī)范要求。
【關(guān)鍵詞】：單層車輻式張拉結(jié)構(gòu) 找形分析 荷載分析 參數(shù)化分析 多目標(biāo)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU399
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)9-11
• 1.3 研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 找形分析11-12
• 1.3.2 靜力分析12-13
• 1.3.3 工程應(yīng)用13-14
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容及意義14-17
• 第二章 張拉結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)理論17-23
• 2.1 概述17
• 2.2 找形分析方法17-21
• 2.2.1 非線性有限元法17-20
• 2.2.2 力密度法20
• 2.2.3 動(dòng)力松弛法20-21
• 2.3 預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)構(gòu)21
• 2.4 優(yōu)化分析理論21-22
• 2.4.1 遺傳算法概念21-22
• 2.4.2 優(yōu)化過(guò)程22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第三章 單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)的找形與荷載分析23-41
• 3.1 概述23
• 3.2 找形分析23-29
• 3.2.1 受力機(jī)理25
• 3.2.2 預(yù)應(yīng)力選取25-28
• 3.2.3 索力分布28-29
• 3.2.4 自重對(duì)找形的影響29
• 3.3 荷載分析29-34
• 3.3.1 荷載取值30-31
• 3.3.2 風(fēng)荷載分析31-33
• 3.3.3 荷載組合33-34
• 3.4 整體模型分析34-39
• 3.4.1 外環(huán)35-36
• 3.4.2 次環(huán)索36-38
• 3.4.3 整體分析38-39
• 3.5 模態(tài)分析39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)的參數(shù)化分析41-55
• 4.1 概述41
• 4.2 公式推導(dǎo)41-46
• 4.3 單層與雙層對(duì)比46-48
• 4.4 幾何參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響48-52
• 4.4.1 垂跨比和矢跨比48-51
• 4.4.2 外環(huán)短軸與長(zhǎng)軸之比51-52
• 4.4.3 內(nèi)外環(huán)尺寸52
• 4.5 性能參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響52-54
• 4.5.1 索截面面積52-53
• 4.5.2 預(yù)應(yīng)力大小53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究55-69
• 5.1 概述55
• 5.2 索結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程55-57
• 5.2.1 設(shè)計(jì)變量55
• 5.2.2 狀態(tài)變量55
• 5.2.3 目標(biāo)函數(shù)55-56
• 5.2.4 適應(yīng)度函數(shù)56-57
• 5.3 建筑設(shè)計(jì)要求57-58
• 5.4 單目標(biāo)優(yōu)化58-63
• 5.4.1 單目標(biāo)單參數(shù)優(yōu)化58-63
• 5.4.2 單目標(biāo)多參數(shù)優(yōu)化63
• 5.5 多目標(biāo)優(yōu)化63-65
• 5.6 優(yōu)化程序設(shè)計(jì)65-66
• 5.7 結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化66-67
• 5.8 本章小結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75-77
• 致謝77

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1 胡加珠,呂令毅;張拉結(jié)構(gòu)的找形方法評(píng)述[J];建筑科學(xué);2002年05期

2 張志宏,董石麟,王文杰;索桿張拉結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工全過(guò)程分析[J];空間結(jié)構(gòu);2003年02期

3 周穎;;一種獨(dú)特的張拉結(jié)構(gòu)[J];施工技術(shù);2010年05期

4 尚仁杰;吳轉(zhuǎn)琴;劉景亮;;基于雙層平面索變形的車輻式張拉結(jié)構(gòu)找形方法[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

5 錢若軍;;張拉結(jié)構(gòu)形狀判定述評(píng)[J];河海大學(xué)科技情報(bào);1990年03期

6 Masao Saiton;;拉索的功用:張拉結(jié)構(gòu)技術(shù)與藝術(shù)[J];OVM通訊;1999年04期

7 張志宏,董石麟;張拉結(jié)構(gòu)中連續(xù)索滑移問(wèn)題的研究[J];空間結(jié)構(gòu);2001年03期

8 周一一;杰羅姆·�，�;陳聯(lián)盟;;含有三維受壓構(gòu)件的張拉結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)[J];世界建筑;2013年09期

9 郭彥林;王昆;田廣宇;張博浩;;寶安體育場(chǎng)屋蓋張拉結(jié)構(gòu)施工環(huán)境溫度影響分析[J];建筑結(jié)構(gòu);2010年07期

10 湯榮偉;錢基宏;宋濤;馬明;;張拉結(jié)構(gòu)找形分析理論研究進(jìn)展[J];建筑科學(xué);2013年01期

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1 趙云航;徐國(guó)彬;;全張拉結(jié)構(gòu)的線性、非線性分析[A];第八屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1997年

2 簡(jiǎn)銳;羅永峰;賈寶榮;陳曉明;沈祖炎;;輪輻式張拉結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析[A];第九屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 郭璐;藍(lán)天;;張拉結(jié)構(gòu)初始幾何曲面的確定[A];第六屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1996年

4 曾文平;王元清;石永久;陳宏;;二節(jié)點(diǎn)直線桿單元在張拉結(jié)構(gòu)有限元分析中的應(yīng)用研究[A];慶賀劉錫良教授執(zhí)教五十周年暨第一屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2001年

5 丁潔民;張崢;張?jiān)聫?qiáng);;輪輻式張拉結(jié)構(gòu)全封閉屋蓋體系研究及設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題[A];鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)與工程應(yīng)用最新進(jìn)展——2014中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)年會(huì)和建筑鋼結(jié)構(gòu)專家委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

6 郭璐;藍(lán)天;;張拉結(jié)構(gòu)全過(guò)程分析[A];第二屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];1993年

7 張其林;高振鋒;沈祖炎;;張拉結(jié)構(gòu)非線性分析的整索單元理論[A];第七屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1994年

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9 ;內(nèi)容提要[A];第十四屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

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1 田廣宇;車輻式張拉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與施工控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2012年

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1 趙軍;大跨建筑中張拉結(jié)構(gòu)的藝術(shù)化應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 張劍鋒;單層車輻式張拉結(jié)構(gòu)的參數(shù)化分析與索力優(yōu)化研究[D];東南大學(xué);2016年

3 王昆;車輻式張拉結(jié)構(gòu)的體型研究與設(shè)計(jì)[D];清華大學(xué);2011年

4 蔡宏儒;自選參數(shù)動(dòng)力松馳法在張拉結(jié)構(gòu)找形中的研究[D];西南交通大學(xué);2003年

，

本文編號(hào)：944057