摘要：树状结构的杆件受力以轴压作用为主,稳定性是其结构设计中的控制因素。然而由于树状结构的复杂性,在现行规范中并未给出其杆件计算长度系数的取值建议。为解决该问题,首先从理论出发,利用位移法推导了简单平面树状结构杆件的计算长度系数解析式,确定了影响计算长度系数取值的关键参数;然后以有限元特征值屈曲分析法为基础,提出并改进了针对树状结构的1阶整体失稳法,研究了空间树状结构各级杆件计算长度系数随结构高跨比和相邻杆件刚度比的变化规律;最后,通过统计分析给出了空间树状结构树干和各级分支的计算长度系数的取值建议。研究表明,有侧移树状结构的1阶整体失稳模态与悬臂柱相近,而无侧移树状结构的1阶整体失稳模态与两端铰支柱相近,根据该特点可以快速确定树状结构的整体计算长度系数,并进一步确定树干和各级分枝的计算长度系数,以期为工程中高效开展树状结构的稳定性设计提供理论参考。

摘要：为获得受力合理且形式丰富的自由曲面结构,借鉴传统模型试验找形法的原理,提出基于动力松弛法和局部线性化法的零弯矩型自由曲面结构数值找形方法.该方法利用了零弯矩型薄壳结构与相同荷载与边界条件下的柔性膜结构具有相同形状的性质,通过膜结构来实现自由曲面结构的找形.首先采用动力松弛法确定柔性结构在不同驱动力作用下的平衡构形;然后利用局部线性化方法调整结构初始参数,实现对结构形状的精确调控,以满足建筑设计对控制点坐标的要求.利用所提方法分别对逆吊型、充气型和张拉型自由曲面进行了数值模拟分析.通过对Isler逆吊试验模型的模拟,并与实际模型的3D扫描结果进行比较,验证了方法的精确性;通过对一充气型自由曲面的模拟,证明通过多区域分步控制可实现复杂造型结构的多点精确控制;通过对一找形后的张拉型自由曲面结构进行受力分析,证明采用本文方法可获得受力合理的纯压结构.研究表明,本文方法的计算效率更高,适用范围更广,有助于实现建筑与结构设计的协调统一.

摘要：数值逆吊找形法是一种生成零弯矩型自由曲面薄壳结构的高效方法。为了解决基于非线性有限元数值逆吊找形法在求解弱刚度结构时收敛性不佳的问题,通过引入向量式有限元法,提出了一种改进的数值逆吊找形方法。该方法采用向量式有限元法求解逆吊结构的平衡构形,并通过局部线性化方法调整柔性索单元的弹性模量,实现对逆吊结构形状的控制。在此基础上,进一步提出了可实现多点精确控制的分步刚化法,解决了复杂形状逆吊结构的找形问题。应用所提方法对Isler设计的某逆吊石膏模型进行数值找形,并将数值找形结果与实际模型扫描结果进行对比,验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要：第十三届冬运会速滑馆整体形状为197m×118m椭球形,高32m,内部主体为钢筋混凝土框架,上部为张弦桁架结构,外围采用异形曲面带肋单层网壳结构。本文首先对屋盖设计中的几种可行结构方案进行比选,并最终确定屋盖结构采用张弦桁架结构体系。然后,重点介绍了屋盖的结构布置、张弦结构的整体受力分析和断索分析等主要内容。此外,本工程中对受力较为复杂的节点采用铸钢节点,并对其进行了实体有限元分析。目前,采用单向张弦桁架结构的椭圆形平面在大跨建筑中较少采用,本工程将为该类建筑选型提供一定的借鉴和参考。

摘要：数字化技术对建筑业产生了巨大的冲击,在建筑的设计、建造等方面体现了极大的优势。本文介绍了力学生形的基本原理和相应的参数化设计方法,并分析了南京大学2020年和2021年本科毕业设计中8个优秀作品及相关研究和实践,发现参数化的设计方法给建筑方案的调整和优化带来了方便,它可以帮助建筑师利用其并不是很擅长的力学分析方法进行建筑创作;同时,数字化的建造方法也给复杂建筑形态的建造提供了有效的途径。

摘要：作为2018年哈尔滨国际冰雪建造节的主建筑物,本项目采用新型的复合加强冰材料,实验性地应用充气膜承冰雪喷射技术,设计并成功建造了高度30.541m,直径30m的复合冰壳冰塔(又名中华祥云塔),打破了国际冰壳21m的原高度世界记录。