索桿張力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析理論方法與工程應(yīng)用

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 索桿張力結(jié)構(gòu)概述 1
1.1.1 索桿張力結(jié)構(gòu)的定義 1
1.1.2 索桿張力結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn) 1
1.2 索桿張力結(jié)構(gòu)的發(fā)展與工程應(yīng)用 2
1.2.1 張拉整體結(jié)構(gòu) 2
1.2.2 索網(wǎng)結(jié)構(gòu) 4
1.2.3 索穹頂結(jié)構(gòu) 7
1.2.4 輪輻式張力結(jié)構(gòu) 8
1.3 索桿張力結(jié)構(gòu)的分析理論與設(shè)計(jì)方法研究 11
1.3.1 體系分析 11
1.3.2 形態(tài)分析 13
1.3.3 構(gòu)件重要性評(píng)估 16
1.3.4 誤差敏感性分析和索長(zhǎng)誤差限值的計(jì)算 18
1.3.5 張拉成形分析 20
1.4 本書(shū)的主要內(nèi)容 22
第2章 分析理論體系 23
2.1 引言 23
2.2 張力結(jié)構(gòu)的狀態(tài)與過(guò)程 24
2.2.1 張力結(jié)構(gòu)的狀態(tài) 25
2.2.2 張力結(jié)構(gòu)的過(guò)程 26
2.3 張力結(jié)構(gòu)的理論體系 26
2.4 本章小結(jié) 27
第3章 體系分析理論與數(shù)值方法 28
3.1 引言 28
3.2 基于平衡矩陣的體系分析 28
3.2.1 平衡方程 28
3.2.2 平衡方程求解 31
3.2.3 數(shù)值算例 34
3.3 基于冗余度的體系分析 36
3.3.1 冗余度 36
3.3.2 桿系結(jié)構(gòu)冗余度理論 36
3.3.3 桿系結(jié)構(gòu)冗余度算例 39
3.4 考慮預(yù)應(yīng)力的冗余度體系分析 44
3.4.1 索桿冗余度理論 44
3.4.2 索網(wǎng)冗余度算例 47
3.4.3 索桿張力結(jié)構(gòu)冗余度算例 49
3.5 基于分布式不定值的體系分析 54
3.5.1 分布式靜不定 55
3.5.2 分布式動(dòng)不定 57
3.5.3 算例 59
3.6 分布式冗余度 61
3.6.1 分布式冗余度理論推導(dǎo) 61
3.6.2 冗余度特性與體系分析 64
3.6.3 算例 66
3.7 分布式不定值分析與分布式冗余度分析比較 68
3.7.1 分布式靜不定與分布式彈性冗余度的比較 68
3.7.2 分布式動(dòng)不定與分布式幾何冗余度的比較 69
3.7.3 棗莊體育場(chǎng)罩棚的體系分析 69
3.8 本章小結(jié) 75
第4章 找力分析理論與數(shù)值方法 77
4.1 引言 77
4.2 基于線(xiàn)性調(diào)整理論的找力法 77
4.2.1 線(xiàn)性調(diào)整理論基本原理 77
4.2.2 找力法公式推導(dǎo) 79
4.2.3 算例 80
4.3 基于平衡矩陣的找力法 83
4.3.1 平衡矩陣?yán)碚?83
4.3.2 奇異值分解法 84
4.3.3 算例 84
4.4 基于復(fù)位平衡迭代的找力法 87
4.4.1 復(fù)位平衡法基本理論 87
4.4.2 復(fù)位平衡迭代法 89
4.4.3 算例 91
4.5 基于二次奇異值的找力法 93
4.5.1 基于分布式靜不定的分組方法 94
4.5.2 二次奇異值法原理 95
4.5.3 算例 96
4.6 基于投影的找力法 97
4.6.1 歐幾里得范數(shù) 98
4.6.2 投影矩陣 99
4.6.3 整體可行預(yù)應(yīng)力 100
4.6.4 算例 101
4.7 本章小結(jié) 105
第5章 找形分析理論與數(shù)值方法 106
5.1 引言 106
5.2 力密度法 106
5.2.1 節(jié)點(diǎn)力密度方程 107
5.2.2 索桿結(jié)構(gòu)力密度方程 107
5.2.3 T單元 108
5.2.4 算例 109
5.3 動(dòng)力松弛法 113
5.3.1 基本方程 113
5.3.2 節(jié)點(diǎn)不平衡力 114
5.3.3 數(shù)值算法 115
5.3.4 算例 115
5.4 非線(xiàn)性有限元法 118
5.4.1 索桿結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性有限元方程 118
5.4.2 空間梁?jiǎn)卧獛缀蝿偠染仃?118
5.4.3 小彈性模量找形 119
5.4.4 算例 120
5.5 協(xié)同找形分析 122
5.5.1 協(xié)同找形分析基本思路 122
5.5.2 算例 123
5.6 本章小結(jié) 125
第6章 預(yù)應(yīng)力分析與優(yōu)化方法 127
6.1 引言 127
6.2 柔性分析 127
6.2.1 柔性橢球 127
6.2.2 柔性橢球的應(yīng)用及程序 130
6.2.3 算例 132
6.3 預(yù)應(yīng)力優(yōu)化方法 140
6.3.1 平衡矩陣奇異值分解和復(fù)位平衡聯(lián)合算法 140
6.3.2 算例 141
6.4 預(yù)應(yīng)力水平優(yōu)化 144
6.4.1 預(yù)應(yīng)力水平系數(shù) 144
6.4.2 算例 144
6.5 本章小結(jié) 146
第7章 預(yù)張力釋放和導(dǎo)入分析方法 147
7.1 引言 147
7.2 預(yù)張力釋放與零應(yīng)力態(tài)分析 148
7.2.1 線(xiàn)性協(xié)調(diào)矩陣廣義逆法 148
7.2.2 非線(xiàn)性協(xié)調(diào)矩陣廣義逆法 150
7.2.3 算例 151
7.3 預(yù)張力導(dǎo)入與預(yù)應(yīng)力態(tài)分析方法 153
7.3.1 基本理論 153
7.3.2 可行初始應(yīng)力 156
7.3.3 預(yù)張力導(dǎo)入控制方法 157
7.3.4 算例 157
7.4 本章小結(jié) 163
第8章 靜荷載響應(yīng)分析方法與結(jié)構(gòu)靜力特性分析 164
8.1 引言 164
8.2 基于*小勢(shì)能的靜力非線(xiàn)性分析方法 164
8.2.1 *小勢(shì)能法基本原理 165
8.2.2 *小勢(shì)能法計(jì)算方法 167
8.2.3 *小勢(shì)能法計(jì)算流程 170
8.2.4 算例 170
8.3 索網(wǎng)罩棚結(jié)構(gòu)靜力特性分析 173
8.3.1 索網(wǎng)罩棚結(jié)構(gòu)分析模型 173
8.3.2 靜力特性與參數(shù)分析 174
8.4 索穹頂結(jié)構(gòu)靜力特性分析 178
8.4.1 索穹頂結(jié)構(gòu)模型 178
8.4.2 靜力特性與參數(shù)分析 179
8.5 輪輻式張力結(jié)構(gòu)靜力特性分析 184
8.5.1 輪輻式張力結(jié)構(gòu)模型 184
8.5.2 靜力特性與參數(shù)分析 186
8.6 本章小結(jié) 193
第9章 動(dòng)荷載響應(yīng)分析方法與結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析 194
9.1 引言 194
9.2 索桿結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析方法 194
9.2.1 模態(tài)分析方法 194
9.2.2 基于模態(tài)補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)振頻域分析方法 195
9.2.3 自回歸脈動(dòng)風(fēng)振時(shí)域分析方法 200
9.3 索桿張力結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 203
9.3.1 索網(wǎng)模態(tài)分析 203
9.3.2 索穹頂模態(tài)分析 207
9.4 索桿張力結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)特性分析 211
9.4.1 基于頻域索網(wǎng)風(fēng)振響應(yīng)特性分析 211
9.4.2 基于時(shí)域索穹頂風(fēng)振響應(yīng)特性分析 218
9.5 本章小結(jié) 227
第10章 構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)重要性分析方法 229
10.1 引言 229
10.2 構(gòu)件重要性 230
10.2.1 基于剛度的構(gòu)件重要性系數(shù) 230
10.2.2 基于能量分布的構(gòu)件重要性系數(shù) 231
10.3 節(jié)點(diǎn)重要性 232
10.3.1 基于剛度的節(jié)點(diǎn)重要性系數(shù) 232
10.3.2 概念移除和結(jié)構(gòu)響應(yīng)指標(biāo) 233
10.4 棗莊體育場(chǎng)構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)的重要性評(píng)估 233
10.4.1 構(gòu)件重要性評(píng)估 235
10.4.2 節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)估 239
10.5 本章小結(jié) 242
第11章 索長(zhǎng)誤差影響分析方法 244
11.1 引言 244
11.2 索長(zhǎng)制作誤差分析 244
11.2.1 *大值分布理論 245
11.2.2 漸進(jìn)分布理論 245
11.2.3 正態(tài)分布*大值分布模型 245
11.2.4 索長(zhǎng)制作誤差極值模型與計(jì)算 247
11.2.5 索長(zhǎng)制作誤差對(duì)索穹頂體系的影響 248
11.3 索長(zhǎng)誤差敏感性分析和索長(zhǎng)誤差限值的計(jì)算方法 252
11.3.1 基于索長(zhǎng)誤差的索桿張力結(jié)構(gòu)體系敏感性分析 253
11.3.2 基于可靠度指標(biāo)的索長(zhǎng)誤差限值計(jì)算方法 256
11.3.3 棗莊體育場(chǎng)的索長(zhǎng)誤差敏感性分析和索長(zhǎng)誤差限值計(jì)算 259
11.3.4 基于可靠度指標(biāo)的索長(zhǎng)誤差限值 266
11.4 本章小結(jié) 268
第12章 張拉成形模擬方法與數(shù)值分析 269
12.1 引言 269
12.2 基于兩節(jié)點(diǎn)單元的索桿結(jié)構(gòu)張拉成形模擬方法 269
12.2.1 兩節(jié)點(diǎn)索桿單元 270
12.2.2 生死單元 272
12.2.3 索桿和外部結(jié)構(gòu)協(xié)同張拉步驟 272
12.2.4 算例 273
12.3 廣義逆非線(xiàn)性有限元張拉成形模擬方法 278
12.3.1 廣義逆矩陣 278
12.3.2 基于廣義逆的索桿結(jié)構(gòu)張拉步驟和程序流程圖 279
12.3.3 算例 280
12.4 基于動(dòng)力松弛法的張拉成形模擬方法 283
12.4.1 動(dòng)力松弛法張拉成形原理概述 283
12.4.2 考慮周邊環(huán)梁的節(jié)點(diǎn)不平衡力 283
12.4.3 算例 285
12.5 基于非線(xiàn)性力法的張拉成形模擬方法 290
12.5.1 非線(xiàn)性力法張拉成形基本理論 290
12.5.2 基于非線(xiàn)性力法的施工張拉成形步驟和程序框圖 292
12.5.3 算例 293
12.6 基于向量式有限元的張拉成形模擬方法 299
12.6.1 向量式有限元基本原理 299
12.6.2 基于向量式有限元的索桿結(jié)構(gòu)張拉方法 301
12.6.3 算例 302
12.7 本章小結(jié) 305
第13章 索桿張力結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用 306
13.1 引言 306
13.2 索桿張力結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì) 306
13.3 索網(wǎng)結(jié)構(gòu) 309
13.3.1 中國(guó)航海博物館索網(wǎng)結(jié)構(gòu) 309
13.3.2 索網(wǎng)結(jié)構(gòu)典型細(xì)部設(shè)計(jì) 312
13.4 索穹頂結(jié)構(gòu) 314
13.4.1 索穹頂結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用 314
13.4.2 索穹頂結(jié)構(gòu)典型細(xì)部設(shè)計(jì) 318
13.5 輪輻式結(jié)構(gòu) 319
13.5.1 輪輻式結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用 319
13.5.2 輪輻式結(jié)構(gòu)典型細(xì)部設(shè)計(jì) 323
13.6 本章小結(jié) 324
參考文獻(xiàn) 325