张力膜结构初始形态分析的曲面四边形单元

张力膜结构的初始形状不能随意选择,它必须符合平衡条件和建筑使用要求。根据几何非线性有限元理论,提出张力膜结构初始形态分析的8结点曲面四边形等参单元。通过建立曲线坐标,在应变的线性部分引入法向位移及单元曲率和扭率的影响,推导了张力膜结构的单元刚度矩阵和结点力列阵。采用完全的Newton-Raphson迭代法求解非线性方程组。数值算例表明该单元是一种高效、稳定和可靠的单元。

基于新型索单元模型理论的索网结构初始形态分析及静力分析

针对大型空间结构索网分析中两个核心问题——索网结构的初始形态分析和受力分析,本文基于文献[1]提出的四节点等参曲线索单元模型理论,进行索网的初始形态分析和静力分析,编制相应的计算程序进行了实例计算,并和大型通用有限元分析软件ANSYS计算结果进行对比,证明了该理论的正确性和适用性,为这种新型的等参元模型理论在索网结构全过程分析应用中的推广提供了有力的依据。

非线性有限元法分析张拉整体结构初始形态

目的确定自应力平衡的张拉整体结构的初始形态,明确几何和预应力态的选取原则.方法利用力法和位移法原理,针对张拉整体结构的初始平衡形态建立非线性有限元基本方程,并编写其初始形态分析程序.结果结合张拉整体结构的刚度特点,解决了程序迭代计算的收敛性问题.并应用初始形态分析程序计算确定了张拉整体三棱柱的初始形态.结论基于虚功原理迭代方程编写的初始形态分析程序可以有效确定张拉整体结构的初始形态.通过算例分析提出了张拉整体单体给定预应力态及初始几何选取的合理建议.

膜结构支承骨架承载能力鉴定

该文以某骨架式膜结构工程为实例,介绍了膜结构支承骨架与普通钢结构相比,在检测及鉴定方面的不同,并重点论述了支承骨架线形测量对膜初始形态分析的重要性和承载能力分析过程中风荷载的施加方式。

大连梭鱼湾专业足球场罩棚膜结构设计

大连梭鱼湾专业足球场罩棚膜结构采用张拉膜结构体系,膜结构沿屋盖两个对称轴1/4对称,主膜内环外环间共336个三角形膜单元,各膜以上斜索为谷索,屋盖设置五圈环向膜拱。屋盖覆盖材料采用PTFE膜材,内挑棚区域采用ETFE气枕。依据风洞试验和风致雪漂移数值模拟报告,对罩棚膜结构进行计算分析得出,在第一类荷载组合和第二类荷载组合作用下,罩棚膜结构经纬向应力均满足规范要求,标准组合下变形满足规范要求,结构设计指标均满足结构设计性能目标要求。另外,对膜面较大的单元设置膜面索可有效提高膜单元刚度及承载力,主拱间合理设置次拱可减小膜承载面积,提高膜单元刚度及承载力。

索膜接触对气承式膜结构雪荷载响应的影响

索网加劲气承式膜结构是典型的非线性柔性大跨空间结构,在雪作用下膜结构的破坏时有发生.对于索网加劲气承式膜结构的设计,通常将结构的索网与膜面简化为直接连接,忽略索网与膜面之间的摩擦和滑移,这种简化处理对大跨气承式膜结构的设计安全造成一定的隐患.本文利用ANSYS软件,将气承式膜结构的索与膜之间的摩擦滑移作为接触问题来考虑,建立接触模型,并对其进行初始形态分析和雪荷载作用下的响应分析.结果表明:当不考虑索膜接触滑移的影响时,索网对膜面的约束作用会被高估,计算得到膜面位移偏小,索网轴力偏大且容易出现应力集中的现象;考虑索膜接触分析时,索网对膜面约束能力下降,尤其是在不均匀雪荷载作用下,膜面位移明显增加,在局部雪荷载较大部位处的膜面和索网甚至会发生分离.因此需要考虑索膜接触滑移才能正确进行气承式膜结构在雪荷载下的响应分析,避免安全事故的发生.