索穹頂?shù)膸缀畏€(wěn)定性和結構優(yōu)化分析.pdf

1、索穹頂是上世紀八十年代中期出現(xiàn)的新型張力結構中的一種，其結構形式由著名的“張拉整體體系”概念發(fā)展而來。這種結構體系形式多樣，具有高效、經(jīng)濟、施工速度快等特點，滿足了現(xiàn)代社會對大空間大跨度建筑結構的需要，是現(xiàn)代建筑的一個研究熱點和發(fā)展方向。 文章首先介紹了索穹頂結構的發(fā)展及特點，根據(jù)其特性進行了分類，并回顧了近年來國內外這種結構形式的研究現(xiàn)狀，提出本文需要研究的內容和需要解決的問題。由于索穹頂是一種柔性結構，其設計過程比較復雜，設

2、計中最核心的問題就是結構體系的穩(wěn)定性。本文的研究內容就是力圖建立一套比較完善的判定索穹頂結構形態(tài)穩(wěn)定性的程序，對多種不同類型的索穹頂模型進行穩(wěn)定性分析，并根據(jù)分析過程中的得到的結論和成果，構建形式合理的新型索穹頂模型，并利用有限元分析軟件對這種結構形式做出優(yōu)化。 為了達到這些目的，本文介紹并對比了現(xiàn)有的穩(wěn)定性分析理論，從經(jīng)典的Maxwell判別準則的局限性入手，介紹了新型的基于矩陣理論的分析方法，并引入了無窮小機構、自應力模態(tài)和

3、機構位移的概念，對傳統(tǒng)認為“不適宜作為結構使用”的可變體系做出了新的認識。文章選取了適用于索穹頂特點的平衡矩陣分析方法，建立了一套比較完善的適用于索穹頂結構幾何穩(wěn)定性判別的步驟，并利用高級分析軟件Matlab編制了相應的分析程序，并利用算例驗證其可靠性和適用性。隨后使用這套程序對多種形式的索穹頂模型的幾何穩(wěn)定性做出了完整的分析，得到了一些實用的結論。 文章還在對各種不同形式的結構模型進行幾何穩(wěn)定性分析的過程中，總結規(guī)律，根據(jù)張力