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张力索网结构零应力态与预应力态计算方法（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2014年第10期15卷 813-828页

作者： Wu-jun CHEN Jin-yu ZHOU Jun-zhao ZHAO Space Structures Research Center Shanghai Jiao Tong University

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... 详细信息

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。

关键词：张拉索网结构零应力态预应力态预应力释放分析预应力成形分析找形分析逆问题

蜂窝三撑杆型索穹顶结构构形和预应力态分析研究

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工程力学 2019年第9期36卷 128-135页

作者：董石麟陈伟刚涂源郑晓清浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058 浙江东南网架股份有限公司浙江杭州311200 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310058

该文详细研讨了一种新颖的蜂窝三撑杆型索穹顶,索穹顶结构的上弦索平面投影为蜂窝状网格,与下弦节点相连的有三根撑杆。不采用上下弦只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想。这种新型蜂窝三撑杆型索穹顶... 详细信息

该文详细研讨了一种新颖的蜂窝三撑杆型索穹顶,索穹顶结构的上弦索平面投影为蜂窝状网格,与下弦节点相连的有三根撑杆。不采用上下弦只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想。这种新型蜂窝三撑杆型索穹顶的提出,即减少了环索与斜索用量,又提高了撑杆及结构的整体稳定性。该文对索穹顶预应力态采用节点平衡方程,详细推导和建立了蜂窝三撑杆型索穹顶索杆内力的一般性计算公式,对若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和大量的算例分析,以诠释索穹顶预应力态的分布规律和受力特性。该文的研究为索穹顶结构的选型和设计提供了一种新方案、新形体。

关键词：蜂窝三撑杆型索穹顶结构构形预应力态分析方法受力特性计算用表

肋环人字型索穹顶受力特性及其预应力态的分析法

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建筑结构学报 2014年第6期35卷 102-108页

作者：董石麟梁昊庆浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310027

提出一种肋环人字型索穹顶,其形体构造设有两根人字型撑杆,改变了现有符合Fuller思想的张拉整体类索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶只设单根撑杆即竖杆的特点。肋环人字型索穹顶上、下弦节点的索杆数均为6,与最常见的... 详细信息

提出一种肋环人字型索穹顶,其形体构造设有两根人字型撑杆,改变了现有符合Fuller思想的张拉整体类索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶只设单根撑杆即竖杆的特点。肋环人字型索穹顶上、下弦节点的索杆数均为6,与最常见的上下弦节点数为4的肋环型索穹顶相比,可改善结构的稳定性;上下弦节点错位布置,便于铺设环向折线形膜面。针对肋环人字型索穹顶提出确定预应力态的分析计算方法,该法从节点平衡方程入手,推导了不设和设有内孔的索穹顶预应力索杆内力的通用计算式。对不设和设有内孔两种形式特定参数的索穹顶给出了内力计算用表和算例分析。结果表明,结构预应力态杆件内力由内圈至外圈逐步增大,随结构矢跨比增大肋环人字型索穹顶的杆件内力减小。计算结果可供工程设计参考。

关键词：肋环人字型索穹顶预应力态简捷分析法受力特性

蜂窝单撑杆型索穹顶的构形及预应力态的简捷计算法

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建筑钢结构进展 2020年第4期22卷 1-9页

作者：董石麟郑晓清涂源陈伟刚浙江大学空间结构研究中心杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司杭州310058 浙江东南网架股份有限公司杭州311200

研讨了一种新型的蜂窝单撑杆型索穹顶结构,它的几何构形为上弦索,是一种蜂窝形网格布置,整个结构仍属于“拉索海洋和压杆孤岛”张拉整体的Fuller构想,但并不要求压杆垂直于水平面,而在径向平面内有一倾角,故可称为蜂窝单撑杆型索穹顶结... 详细信息

研讨了一种新型的蜂窝单撑杆型索穹顶结构,它的几何构形为上弦索,是一种蜂窝形网格布置,整个结构仍属于“拉索海洋和压杆孤岛”张拉整体的Fuller构想,但并不要求压杆垂直于水平面,而在径向平面内有一倾角,故可称为蜂窝单撑杆型索穹顶结构。采用节点平衡方程,对蜂窝单撑杆型索穹顶结构的预应力态提出了简捷分析法,详细推导了预应力索杆内力的一般性递推计算公式,并根据若干参数给出了大量的算例计算结果,以了解索穹顶预应力态的分布规律和受力特性。研究工作可为索穹顶结构的选型和设计提供参考。

关键词：蜂窝单撑杆型索穹顶结构构形预应力态简捷计算法受力性能计算表格

肋环四角锥撑杆型索穹顶的形体及预应力态分析

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肋环四角锥撑杆型索穹顶的形体及预应力态分析

葵花三撑杆型索穹顶几何构形特色及其预应力态的简捷分析法

第十五届空间结构学术会议

作者：董石麟梁昊庆浙江大学空间结构研究中心

本文提出了一种全新的肋环四角锥撑杆型索穹顶,它的形体构造特点为在下弦节点处设有倒四角锥状的四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆,改变了现有索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上、下弦节点处只设有单根竖向撑杆的特... 详细信息

本文提出了一种全新的肋环四角锥撑杆型索穹顶,它的形体构造特点为在下弦节点处设有倒四角锥状的四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆,改变了现有索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上、下弦节点处只设有单根竖向撑杆的特点,说明了这种索穹顶具有的多项优势.本文根据节点平衡方程,详细推导了设有和不设有内孔的肋环四角锥撑杆型索穹顶预应力态索杆内力的一般性计算式.对若干几何参数的索穹顶给出了索杆预应力计算用表和算例分析,以便认识这种索穹顶预应力态的分布规律和特性,分析计算结果可供工程设计参用.

关键词：肋环四角锥撑杆型索穹顶预应力态受力特性简捷分析法计算用表

来源： cnki会议评论

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葵花三撑杆型索穹顶几何构形特色及其预应力态的简捷分析法

葵花双撑杆型索穹顶预应力及多参数敏感度分析

第十七届空间结构学术会议

作者：董石麟涂源浙江大学建筑工程学院空间结构研究中心

按单撑杆、多撑杆来分类索穹顶,目前国内外共有10种型号的索穹顶结构。从拓补关系、杆件和节点数量、受力特性、施工难易诸方面对比,葵花三撑杆型索穹顶具有明显的几何构形特色和优势。没有预应力态就不存在索穹顶结构,索穹顶的预应力... 详细信息

按单撑杆、多撑杆来分类索穹顶,目前国内外共有10种型号的索穹顶结构。从拓补关系、杆件和节点数量、受力特性、施工难易诸方面对比,葵花三撑杆型索穹顶具有明显的几何构形特色和优势。没有预应力态就不存在索穹顶结构,索穹顶的预应力态是结构的最主要的受力状态。对葵花三撑杆型索穹顶,本文采用节点平衡方程,详细递推了预应力态索杆内力的一般性计算公式,并对若干参数的索穹顶,给出了索杆预应力的计算用表和算例分析,以了解索穹顶预应力态的分布规律和受力特性。本文研究为葵花三撑杆型索穹顶的工程设计和施工提供了理论依据,也为索穹顶的选型增添了一种可操作应用的新形式。

关键词：葵花三撑杆型索穹顶几何构形特色预应力态简捷分析法受力特性计算用表

来源： cnki会议评论

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同济大学学报（自然科学版） 2019年第6期47卷 739-746,801页

作者：董石麟陈伟刚涂源郑晓清浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310027 浙江东南网架股份有限公司浙江杭州311200 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028

提出了一种新颖的葵花双撑杆型索穹顶结构,具有斜索数量少、施工张拉成形方便、可有效防止环索滑移等显著特点;基于节点平衡方程,给出了全套预应力态索杆内力的递推计算公式,对结构的下弦环索数、矢跨比、下弦节点位置、是否开设内孔等... 详细信息

提出了一种新颖的葵花双撑杆型索穹顶结构,具有斜索数量少、施工张拉成形方便、可有效防止环索滑移等显著特点;基于节点平衡方程,给出了全套预应力态索杆内力的递推计算公式,对结构的下弦环索数、矢跨比、下弦节点位置、是否开设内孔等参数做了72个算例,并验证了预应力态索杆内力计算公式是精确解.分析结果表明,结构预应力态时索杆内力从内圈向外围是成倍递增的;下弦节点位置沿竖向与水平向发生改变后,均使预应力态索杆内力发生较大的变化;矢跨比在0.1~0.2范围内时,矢跨比对索杆内力的影响较小;说明了结构矢跨比、结构中部是否开孔属非敏感性参数,而下弦环索数、下弦节点位置则属敏感性参数,在进行结构设计时应重点考虑.该结构形式的提出为索穹顶的选型、设计计算和施工提供了新方案、新思路.

关键词：葵花双撑杆型索穹顶结构构形预应力态简捷分析法敏感度分析算例计算

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预应力钢结构自振特性研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2017年第B07期50卷 169-174页

作者：尹越冯涛郑力天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

采用求解考虑几何非线性的结构特征方程的方法对预应力态和承载态的单自由度预应力钢结构进行自振特性分析,通过与非线性瞬态分析结果比较,验证了该方法的正确性,明确了结构自振频率与结构切线刚度的关系.在此基础上,对索桁架和张弦梁... 详细信息

采用求解考虑几何非线性的结构特征方程的方法对预应力态和承载态的单自由度预应力钢结构进行自振特性分析,通过与非线性瞬态分析结果比较,验证了该方法的正确性,明确了结构自振频率与结构切线刚度的关系.在此基础上,对索桁架和张弦梁结构的自振特性进行了研究,结果表明:预拉力和外荷载引起的预应力钢结构切线刚度的改变将影响结构的自振特性,预应力通常增大结构刚度和自振频率,而外荷载可能增大或减小结构刚度和自振频率.因此,进行预应力钢结构自振特性分析应同时考虑预应力和外荷载的影响,然而对张弦梁这类结构由于预拉力和外荷载对结构切线刚度的影响相互抵消,可直接采用线性自振频率进行结构抗震设计.

关键词：预应力钢结构自振特性预应力态承载态非线性刚度

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蜂窝四撑杆型索穹顶的构形和预应力分析方法

空间结构 2018年第2期24卷 3-12页

作者：董石麟涂源浙江大学空间结构研究中心

提出了一种新型的蜂窝四撑杆型索穹顶,它的构形为索穹顶的上弦索是一种蜂窝形网格布置,下弦节点处设有四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆.改变了现有国内外工程应用和研究的索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上弦为长... 详细信息

提出了一种新型的蜂窝四撑杆型索穹顶,它的构形为索穹顶的上弦索是一种蜂窝形网格布置,下弦节点处设有四根撑杆,上弦节点处设有两根撑杆.改变了现有国内外工程应用和研究的索穹顶,如肋环型、葵花型、Kiewitt型、鸟巢型索穹顶的上弦为长矩形条或联方形的网格布设,也改变了上、下节点处只有一根竖向撑杆的特点.完全抛弃了Fuller构想拉索海洋与撑杆（压杆）孤岛的构形.这种蜂窝四撑杆索穹顶具有环索、斜索数量少,撑杆和整体结构稳定性好,施工张拉方便,造型丰富优美等诸多优点.文中还根据节点平衡方程,推导了蜂窝四撑杆型索穹顶预应力态索杆内力的一般性计算公式,对若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和对比分析,以了解索穹顶预应力态的分布规律和特性.本文研究为索穹顶的设计和选型提供了新形式、新思路.

关键词：蜂窝四撑杆型索穹顶新结构结构构形预应力态简捷分析法计算用表