索杆结构分布式不定数分析:推导和应用(英文)

目的:针对预张力索杆体系,将构件刚度与体系判定相结合,提出分布式静不定和分布式动不定的计算方法,使体系分析从"系统"层面向"构件"层面延伸。创新点:1.推导出具有广泛适应性的分布式静不定公式,并证明与原有方法的内在关系。2.首次提出分布式动不定数学公式。3.给出分布式不定数的物理意义及潜在的应用。方法:该方法在平衡矩阵理论基础上,采用奇异值分解法分别求解相互正交的两类单元变形量和两类节点外荷载模态;在排除整体刚体位移模态后,利用该正交性,求解分布式静不定和动不定。结论:1.该方法能克服已有方法中的奇异性问题,具有普遍性,可适用于动定及动不定结构。2.作为结构双对称性的代表,分布式静不定数可被用作一个简单而有效的分组准则;该准则能提高二次奇异值找力法(DSVD)的效率并能为设计师提供更多的初始预应力设计可能性。3.揭示分布式静不定与结构重要性及结构敏感性间的关系。4.分布式动不定数可被用作节点可动性的一个基本指标。

张力索网结构零应力态与预应力态计算方法（英文）

研究目的:减小张力索网结构所求实际预应力与预期预应力之间的差异,并更完善地描述结构力学行为。创新要点:提出张力索网结构全过程分析概念,并用10个状态描述了其物理或分析的状态,以及15个过程揭示了状态间内在的逻辑关系和力学分析理论;在应力释放分析中,采用逆分析法提出了一种用于求解合理零应力状态的迭代计算方法;在预应力成形分析中,为获取预应力状态建立了另一种迭代计算方法。研究方法:应力释放分析主要包括四个步骤:构件无应力长度及伸长量计算,最小范数最小二乘法,数值迭代方法,和执行程序(图4);预应力成形分析在能量方程的基础上提出了控制方程的显式表达式,并为避免初始刚度矩阵的奇异问题而采用了合理自应力模态(图5)。重要结论:比较本文提出的计算方法与动力松弛法得到的零应力态,发现结果吻合良好,证明计算过程收敛性良好且结果准确。在预应力成形分析中,采用本文迭代方法可以有效消除所求实际预应力与预期预应力之间的差异。此外,提出的所有计算方法都符合模块化流程,具有广泛适用性。