一种新型索杆张力结构的理论研究与模型实验分析

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:white2008
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本文总结了类张拉整体结构的定义,归纳了其两大主要类别整体型和单元集成型的构形原则;提出了一类新颖的张力单元:灯笼单元,这种单元是一种自应力平衡的类张拉整体单元结构,以这种单元结构为基础可构造各种全新形式的网格结构;通过对此张力单元的初步分析,得到了单元几何外形参数与力学性能之间的若干关系,进而针对特定的构件、外力、预应力,给出了与之适应的较优化的外形参数。以张力单元分析结果为基础,设计了一个由此种张力单元集合而成的平板网架并对其进行静动力学理论分析,结合分析结果对内力分布特点进行了分析与归纳;针对刚度较小的情况,文中提出了三种增大刚度的方案和理论分析结果;也初步计算了本张力网架的自振频率,得到了前五阶振型。设计了2x7网格进行理论分析,同时实际制作了小比例模型,对模型与所比拟的原结构之间的相似性进行了说明,介绍了模型制作过程。实验表明单个张力单元是稳定的,单元所集成的结构在自重、全跨荷载、半跨荷载作用下具有相当的刚度,之后本文对模型所表现出来的结构性能进行了分析。在实验基础上,进行了理论分析方面的拓展,提出了若干改进措施。对实验模型所采用新型节点进行了初步阐述,对这种节点的优缺点与潜在价值进行了评价。总结了本文所提出结构的优点与缺陷,归纳了后续研究工作的重点。同时,介绍了一些其它张力结构,包括张力单元集合而成的平板网架与张力弦支结构,给出了小比例模型的实际图片或简图。
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