摘要：缩尺模型试验可用于评估大型预应力索杆结构的静动力性能,而按照相似理论设计的缩尺模型、施加外荷载和边界条件等均对静动力试验结果的准确性至关重要。为此,对需要考虑几何大变形的预应力索杆结构的静力、动力相似理论进行研究。采用方程分析法建立了索杆结构的静力非线性相似准则,进一步研究了自振频率与振动模态的相似性关系。采用量纲分析法建立了索杆结构时程分析相似性条件,并结合算例进行了验证。结果表明:当杆件长度、截面积、内力、外力以及材料弹性模量等存在相似性,且外力、轴向刚度、内力相似比相同时,缩尺模型与实际结构的静力非线性变形具备相似性;材料弹性模量、质量密度、杆件长度、截面积、内力存在相似性,且内力与轴向刚度相似比相同时,缩尺模型与实际结构的振型相同、频率满足相似性;要达到索杆结构的时程分析相似性,需考虑时间、杆件长度、截面积、外力、内力、材料弹性模量以及边界条件的相似性。

摘要：针对索穹顶结构的受力性能,采用二节点直线杆单元和新型二节点曲线索单元建立了索穹顶结构混合有限元计算模型,对是否考虑拉索自重垂度进行了比较分析.通过对一直径为5m的肋环型索穹顶模型的实验研究,得到在不同荷载情况下结构的内力和变形规律.实验结果表明,材料下料长度的确定和符合计算模型的节点设计是实际工程设计中的关键问题.实验结果说明了此有限元模型具有较好的精度.

摘要：对索穹顶结构的若干问题最新研究成果进行了汇总和探讨,主要内容包括索穹顶结构体系的改良和创新、结构初始预应力确定、施工成形分析、模型试验和敏感性分析,并提出了结构动态设计、新体系新材料应用、流固耦合、气动形态优化与控制、自适应可调节技术等进一步研究方向,为深化该体系研究和实际工程应用提供理论基础.

摘要：针对大跨度肋环型索桁张力结构在不对称荷载作用下变形较大且易发生整体扭转失稳的弱点,提出了一种新的结构体系———环形平面葵花型空间索桁张力结构.考虑该结构几何拓扑复杂、多自应力模态与机构位移模态的特点,应用平衡矩阵理论与奇异值分解算法,通过模态矩阵的分解组合方法,给出一种具有一定普遍意义的预应力优化策略,使多自应力模态结构体系的最终可行预应力分布求解得以简便的实现.对3种不同形式空间索桁张力结构算例的可行预应力分布进行了设计.结果表明,该结构体系具有良好的力学性能;其预应力优化策略算法简便,具有较强的通用性.

摘要：索穹顶结构是美国工程师Geiger 根据Fuller 的张拉整体结构思想开发的一种新型预张力结构。现有的索穹顶结构形式主要有肋环型和联方型两种,并应用在不同的工程中。针对现有索穹顶结构形式存在的缺点提出了几种新型的索穹顶结构形式,并运用整体可行预应力概念对结构初始预应力进行了计算。算例分析表明杆件的正确分组是得到索穹顶结构整体平衡预应力分布的关键。本文的工作可以为该类结构的初始选型和设计提供依据。

摘要：针对索穹顶结构的优化设计现状 ,并从适合索穹顶结构工程应用的角度出发 ,本文首先对选定截面情况下的预应力优化和选定预应力情况下的截面优化两种情况分别作了研究 ,然后采用分层优化法较有效地解决了截面尺寸与预应力同时优化的问题 ,得出了一些有用结论。

摘要：结构的屈曲过程实质是一机构运动过程。结构屈曲分析时应注重结构体系的几何拓扑对其稳定性的影响,并应综合考虑结构体系的机构位移。在阐述结构平衡路径中荷载-位移曲线本质基础上,综合考虑机构位移模态,将结构与机构相统一,提出不断对结构施加扰动以跟踪结构屈曲路径全过程的新方法——"求解运动路径的几何非线性力法"(GNFM-KP),并研究结构屈曲过程中线弹性刚度、几何刚度、切线刚度的变化趋势及其相互关系。通过空间24杆星型桁架穹顶算例验证本方法在结构屈曲路径跟踪研究中的有效性和准确性。

摘要：弦支穹顶结构由上部单层网壳和下部索杆系统组成。为进一步了解弦支穹顶结构的力学性能与施工张拉过程,以一跨度为122m的实际工程,制作了8∶122的缩尺模型。在模型的制作过程中,首先利用相似原理进行了各参数相似比的确定,然后进行了上部网壳、下部索杆和连接节点的设计与制作,同时针对试验内容与模型特点进行了应力与位移测点的布置。最后对该模型进行了全跨与半跨加载试验,试验过程中各节点分5级共施加了大小为80kg的集中荷载。分析结果表明:结构的试验值与理论值吻合较好;测量值相对较小、抗扰能力较弱的测点误差较大;加载与卸载过程中结构的内力与位移基本呈线性关系。该文的研究成果可为类似工程的设计与制作提供参考。

摘要：将索杆及节点自重转化为等效节点荷载,提出了圆形平面Levy型索穹顶考虑自重的初始预应力分布简捷计算法。该方法从节点平衡关系入手,推导了不设内环和设内环的Levy型索穹顶考虑自重的初始预应力分布公式。比较了相同中心压杆预应力水平时,索穹顶考虑自重与理想初始预应力分布的差异,以及理想初始预应力分布的索穹顶结构体系在自重荷载下的节点位移。计算结果表明:索穹顶初始预应力考虑自重后,内圈脊索和内圈环索内力降低,其余杆件内力增加。理想初始预应力分布的索穹顶结构体系在自重荷载下节点位移较大,较大偏离了建筑师的设计外形。最后给出了索穹顶考虑自重的初始预应力分布设计流程。

摘要：针对发电功率为100MW的太阳能热气流发电系统进行几何尺寸设计,运用计算流体力学(CFD)方法对兆瓦级太阳能热气流发电站的平均风荷载进行数值模拟,得到烟囱和集热棚内、外风场和风压分布规律.根据风工程理论计算烟囱表面的压力系数和风载体型系数,与规范中圆截面构筑物的体型系数以及相关结构的风洞试验值进行比较.结果表明,模拟值与规范值基本吻合,这说明运用CFD方法对超高耸结构进行风荷载模拟是可行的.绘制体型系数曲线,研究烟囱沿圆周方向和高度方向平均风荷载的分布规律,结果表明,圆截面高耸结构的体型系数随高度的增大而减小.