论文部分内容阅读
膜结构是近几十年发展起来的一种新型特种结构,目前被广泛应用于大型公共建筑中的体育馆、展览馆、车站候车室等结构的屋盖中。该文回顾了膜结构的发展历史,简要评述了国内外膜结构研究形状及膜结构的设计特点,在参考国内外文献的基础上,进行了膜结构找形和荷载分析的动力松弛法研究和探索。
该文首先介绍了动力松弛法的发展及基本原理,在英国学者Barnes的理论的基础上运用动力学原理推导了动力松弛法找形分析的基本公式。研究分析了膜结构中的索单元、膜单元的特点。讨论了算法中虚拟质量、虚拟刚度、时间步长与稳定性、收敛性的关系,给出了在最小曲面找形阶段最大离散时间步的选取与计算离散时间步的关系。
根据膜结构的荷载特点,推导了膜结构荷载分析的动力松弛法的基本公式,介绍了褶皱单元的处理方法,为了保证荷载分析的收敛性,给出了最大离散时间步与计算离散时间步的关系。针对弹性杆单元的特点,考虑膜结构与支撑体系的相互作用,应用动力松弛法建立了膜结构整体静力分析方程与计算流程从而对膜结构进行整体分析。
基于上述理论和方法,编制了动力松弛法找形和荷载分析的计算程序。通过算例进行了验证,并进一步应用该程序计算了多种形式的索膜结构,系统研究可各种参数对膜结构静力性能的影响,对比研究了整体模型分析与分离模型分析的异同,得出了一些规律性的结论。
最后,研究了Newmark数值积分方法,初步探讨和比较了采用不同积分方式的利弊。获得了有意义的结论。