本文構(gòu)建出一種端面索呈“星”型的張拉整體結(jié)構(gòu),研究它與傳統(tǒng)的張拉整體結(jié)構(gòu)相比具有的優(yōu)點,并進(jìn)行了多層結(jié)構(gòu)的拓?fù)淇尚行苑治�。首�?由節(jié)點矢量矩陣得到連接矩陣,最后得到桿和索的矢量矩陣,給出了張拉整體結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)造過程�；谡辜{原理分析了張拉整體結(jié)構(gòu)的兩種展納方式,并求解了在展納的過程中參數(shù)間的相互關(guān)系。根據(jù)索內(nèi)力的等效原則,將串聯(lián)的水平索等效替成并聯(lián)形式的水平索,替換后的端面索呈“星”形,通過添加連接“星”型上下端面的中心軸構(gòu)件,使結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。然后根據(jù)“星”型結(jié)構(gòu)中心構(gòu)件受力的不同,分成中心索和中心桿兩種結(jié)構(gòu)。利用力密度法得到穩(wěn)定狀態(tài)下的扭轉(zhuǎn)角并進(jìn)行驗證,得到正確的扭轉(zhuǎn)角。給出結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)下的中心節(jié)點高度和中心構(gòu)件的長度范圍,并分析其與結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的相關(guān)性。接著通過改變中心構(gòu)件的長度,得到不同“星”型結(jié)構(gòu)的剛度變化規(guī)律,從而確定剛度最大的結(jié)構(gòu)參數(shù),并與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。由張拉整體結(jié)構(gòu)的平衡矩陣,得到合適的預(yù)應(yīng)力組合。比較在預(yù)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)材料參數(shù)不變的情況下,拓?fù)淝昂蟮慕Y(jié)構(gòu)剛度,分析拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的受力特點。分析了預(yù)應(yīng)力參數(shù)對結(jié)構(gòu)幾何形狀的影響。最后利用Ansys軟件分別對中心桿構(gòu)件、中心索構(gòu)... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

記錄最早的張拉結(jié)構(gòu)

而對于張拉整體體系來說，其指代的是一組不相關(guān)的桿構(gòu)件和一組具索構(gòu)件組成的在自應(yīng)力狀態(tài)下保持空間平衡的體系，其中桿構(gòu)件只承受壓構(gòu)件只承受拉力作用[5]。文主要以“星”型張拉整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)緊力調(diào)節(jié)和施加外載荷作用時結(jié)構(gòu)剛結(jié)構(gòu)單元的拓?fù)浞治鰹檠芯繉ο�，對一種新的張拉整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定構(gòu)型的具體析。本課題主要是基礎(chǔ)性的理論研究分析，為以后張拉整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析分析提出了一種可行的分析方法。 課題研究背景拉整體結(jié)構(gòu)體系最初的身影出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 20 年代，世界上記錄最早的實體921 年莫斯科的展覽會上[6]，它是由三根桿構(gòu)件和七根索構(gòu)件構(gòu)造成的一個平，另有一根可變化的索構(gòu)件控制此結(jié)構(gòu)，使之成為一個可以變化的可展結(jié)構(gòu)示）。然而，此結(jié)構(gòu)并不具有剛度，利用結(jié)構(gòu)中的任意一條索構(gòu)件的伸縮對型變化，這與之后研究的三根桿九根索的張拉整體結(jié)構(gòu)（圖 1.2 所示）類似

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文拉整體結(jié)構(gòu)概念的系統(tǒng)性認(rèn)識和研究是基于 Buckminster Fuller 的宇，他認(rèn)為，宇宙中的運動都是按照張拉整體體系的原理思路進(jìn)行運轉(zhuǎn)有引力相當(dāng)于一張平衡的應(yīng)力網(wǎng)[7]，而宇宙中的每個星體之間相互遠(yuǎn)，它們各自看作是應(yīng)力網(wǎng)中相互擠壓的物體。Buckminster Fuller 在黑[8]，不間斷的敘述著張拉整體結(jié)構(gòu)這一概念：自然界中的現(xiàn)象體現(xiàn)了的構(gòu)型特點——“間斷壓連續(xù)拉”。由于這個概念并沒有對物體的材要求，根據(jù)這個簡單的定義，很多事物都蘊含著張拉整體結(jié)構(gòu)的基本氣球或任何一個充氣的塑料膜都可以看成是張拉整體結(jié)構(gòu)。這里強調(diào)立地位于受拉的物體之中，正如氣球中受壓的空氣包圍在受拉的塑料后 Buckminster Fuller 的學(xué)生依據(jù)這一理論構(gòu)造出了完整的張拉整體模單元和索構(gòu)件組成。如圖 1.3 所示。后來，有的研究學(xué)者將這一模型中（圖 1.4 所示），利用結(jié)構(gòu)的疊加原理構(gòu)造出針?biāo)袼?needle tow.5 所示）。這標(biāo)志著現(xiàn)代張拉整體結(jié)構(gòu)的開始。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[8]單元拼裝式自平衡預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系工作機理的研究[D]. 黃祚萬.東北林業(yè)大學(xué) 2010
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本文編號：2978623