双V形三维构件张拉结构的矩阵分析与预应力优化研究

摘要：

张拉结构是由不连续的受压构件和连续的受拉绳索组成的特殊结构体系,含有三维受压构件的张拉结构利用三维受压构件代替一维杆,增加了结构的稳定性与可控制性,是张拉结构发展的新趋势.利用取自正四面体四条斜边组成的双V形受压构件,以及纵向和环向绳索制得张拉整体结构模型,并用矩阵平衡法进行分析.建立矩阵时将传统杆索结构中只考虑杆轴向压力的平衡矩阵扩展到考虑三维构件弯曲的空间铰接体系复合平衡矩阵;再根据平衡矩阵理论以及奇异值分解理论得到该模型的自应力模态.在优化过程中,绳索受拉条件与力的均匀性作为优化目标,运用人工鱼群算法对构件预应力进行优化.结果证明结构的稳定性良好,绳索与受压构件拉压合理,以及对不同类别预应力分别进行均匀性优化的结果更好更具有针对性.

关键词：张拉结构、三维受压构件、双V形结构模型、平衡矩阵扩展、预应力优化

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分类号：TU394(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金项目51108347,51308080;住房和城乡建设部科学技术计划项目K22014002;江苏省青蓝工程基金项目、浙江省自然科学基金项目Y14E080080;温州市建设节能财政专项项目温财企[2010]130号

在线出版日期：2015-01-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：285-290,294