張拉整體結(jié)構(gòu)在工程領(lǐng)域中表現(xiàn)出受力合理、形態(tài)可控的獨(dú)特優(yōu)勢,從出現(xiàn)至今一直受到各學(xué)科的廣泛關(guān)注,尤其是空間結(jié)構(gòu)方向。由于張拉整體結(jié)構(gòu)屬于一種剛度可變的柔性大變形結(jié)構(gòu),其剛度極易受到內(nèi)在因素或外在條件的影響,但目前國內(nèi)外對張拉整體結(jié)構(gòu)的剛度分析尚未形成系統(tǒng)的理論,因此,研究四棱柱式張拉整體結(jié)構(gòu)的剛度受不同因素的影響規(guī)律就顯得十分必要。本文在研究張拉整體結(jié)構(gòu)的三種影響因素時(shí),均通過分析荷載-位移曲線、荷載-內(nèi)力曲線及荷載-剛度曲線的變化得出剛度的影響規(guī)律,以期為尋找新的組合構(gòu)型提供可行性,并為張拉整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際的建筑工程提供參考。具體研究內(nèi)容如下:首先,通過切線剛度矩陣的表達(dá)式來闡述張拉整體結(jié)構(gòu)特殊的剛度形成機(jī)理。從桿件剛度和結(jié)構(gòu)剛度兩個(gè)層面分別將張拉整體結(jié)構(gòu)的總剛度表示為彈性剛度和幾何剛度之和。然后,根據(jù)找形方法的基本原理,對力密度法和動(dòng)力松弛法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用情況進(jìn)行了分析對比。由節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)矩陣和結(jié)構(gòu)拓?fù)渚仃嚨葞缀螀?shù)編制的MATLAB程序,得到張拉整體基本構(gòu)型的力密度向量及初始預(yù)應(yīng)力比值關(guān)系,并據(jù)此在ANSYS中建立了有限元模型。其次,以單層四棱柱式張拉整體結(jié)構(gòu)為研究對象,探究兩種不... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Ioganson 的雕塑模型

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-的概念[7]。Fuller在黑山學(xué)院講學(xué)時(shí)期，他的學(xué)生Snelson從雕塑家的視角出發(fā)，在張拉整體思想的啟發(fā)下完成了幾個(gè)雕塑作品，其中雙“X”型張拉整體模型最為著名，如圖1-2所示。1958年，Emmerich加深了對棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)的研究工作，并提出了基于組合棱柱體單元的復(fù)雜張拉整體結(jié)構(gòu)[8]。圖1-1Ioganson的雕塑模型圖1-2Snelson的雙“X”模型在張拉整體研究的早期階段，Emmerich[9]、Fuller和Snelson分別于1959年、1964年和1965年申請了專利。但在此之后，他們的研究方向各有側(cè)重。Fuller主要研究球形穹頂在建筑上的應(yīng)用，他還站在哲學(xué)的角度闡釋了張拉整體思想，他認(rèn)為張拉整體的受力特點(diǎn)與整個(gè)宇宙的運(yùn)動(dòng)軌跡十分符合，將宇宙萬有引力看作一個(gè)連續(xù)張開的網(wǎng)，每個(gè)星球作為獨(dú)立的個(gè)體相嵌在網(wǎng)中。Emmerich嘗試將張拉整體結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在建筑形式上，一些含張拉整體思想的索穹頂結(jié)構(gòu)逐漸形成。而Snelson更多的是從雕塑藝術(shù)的角度進(jìn)行探索，設(shè)計(jì)了最著名的兩座張拉整體柱狀雕塑“針?biāo)保∟eedleTower和NeedleTowerⅡ），分別建于1968年和1969年，如圖1-3所示。由于張拉整體最早出現(xiàn)在建筑與藝術(shù)領(lǐng)域，在提出“張拉整體”概念的初期，張拉整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和研究方法并未得到快速的發(fā)展，因此，張拉整體結(jié)構(gòu)在很長一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展較緩慢。直到20世紀(jì)70年代末期，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)體系才引起了工程界的關(guān)注，其中Calladine[10,11]、Pellegrino[12,13]、Connelly[14,15]、Motro[5,16]、Hanaor[17]等學(xué)者推動(dòng)了張拉整體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展。他們深入研究了張拉整體結(jié)構(gòu)的體系分析、找形分析、靜動(dòng)力分析及工程應(yīng)用等方面，并開創(chuàng)了一套

第1章緒論-3-適用于張拉整體結(jié)構(gòu)的相對完善的理論分析方法。圖1-3Snelson的張拉整體柱狀雕塑“針?biāo)泵绹こ處烥eiger在1986年首次在漢城奧運(yùn)會(huì)體育館的索穹頂結(jié)構(gòu)[18]的設(shè)計(jì)中應(yīng)用張拉整體思想，如圖1-4所示。隨后，在1992年美國的喬治亞穹頂（GeorgiaDome）由著名工程師Levy應(yīng)用放射狀索穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成，成為全世界最大的三角形索穹頂體育場館，如圖1-5所示。張拉整體結(jié)構(gòu)體系在建筑工程領(lǐng)域發(fā)展較緩慢，但索穹頂?shù)慕ㄔ煲呀?jīng)拉開了將張拉整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際工程的序幕，由此表明越符合大自然生存規(guī)律的結(jié)構(gòu)體系其越具有頑強(qiáng)的生命力，因此，張拉整體結(jié)構(gòu)體系廣闊的應(yīng)用前景即將開啟。圖1-4漢城奧運(yùn)會(huì)索穹頂體育館圖1-5喬治亞三角形索穹頂1.3張拉整體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)張拉整體結(jié)構(gòu)除了符合張力結(jié)構(gòu)的普遍特點(diǎn)外，還呈現(xiàn)出了其自身特有的剛度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于小生境遺傳算法的新型環(huán)形張拉整體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 謝勝達(dá),袁行飛,馬爍.  空間結(jié)構(gòu). 2019(04)
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博士論文
[1]張拉整體結(jié)構(gòu)形態(tài)問題的若干研究與優(yōu)化分析[D]. 張沛.東南大學(xué) 2017
[2]索桿張力結(jié)構(gòu)的預(yù)張力偏差和剛度解析[D]. 夏巨偉.浙江大學(xué) 2014
[3]張拉整體結(jié)構(gòu)的形態(tài)理論與控制方法研究[D]. 許賢.浙江大學(xué) 2009

碩士論文
[1]張拉整體結(jié)構(gòu)多穩(wěn)態(tài)找形分析及力學(xué)性能研究[D]. 伍藝.東南大學(xué) 2018
[2]對稱預(yù)應(yīng)力索桿體系形態(tài)構(gòu)建及剛度特性研究[D]. 孫求知.東南大學(xué) 2018
[3]星型張拉整體結(jié)構(gòu)構(gòu)型和剛度分析[D]. 陸游.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[4]三桿張拉整體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)角度及拓?fù)浞治鯷D]. 程建軍.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[5]連續(xù)折線索單元的理論分析及張拉整體塔結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究[D]. 趙建波.天津大學(xué) 2006
[6]張拉整體結(jié)構(gòu)的分析理論及其模型試驗(yàn)研究[D]. 符剛.浙江大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3491429