摘要：树状结构具有造型新颖、受力合理的特点,因而在工程中得到广泛应用。作为一种复杂的空间刚架体系,构件布置方式的确定(即找形分析)是树状结构设计中重要的环节。构件布置合理与否将直接影响树状结构的工作性能。基于形效结构的概念,通过分析树状结构的几何特点和受力特点,提出了一种树状结构的找形新方法———逆吊递推找形法。该方法的基本思路是,根据各级树枝所支承的屋面区域找到相应的受荷中心,依次令各级树枝指向其分担的屋面受荷中心,通过逐级递推建立树状结构的几何形态。在此基础上,明确了逆吊递推找形法的具体实施步骤和需要注意的问题。最后结合一树状结构工程实例,介绍了逆吊递推找形法的实际应用过程。研究结果表明:采用逆吊递推找形法生成的树状结构的所有构件均只受轴力作用,属形效结构。

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：由于美观的造型以及高效的结构效率,树状结构越来越多地应用于大型建筑以及地标性建筑中。树状结构研究的关键除找形问题外,更为关键的问题是最优拓扑的确定,即寻找能够高效承受外部荷载的各分枝之间的连接关系。在前期基于数值逆吊法研究成果的基础上,提出了树状结构的拓扑优化数值算法,该算法根据构件的效能选取移除分枝,最终达到每一级的优化目标。将拓扑优化数值算法与找形算法和构件长度优化算法进行集成,给出了树状结构的智能设计算法体系。该算法可以根据外部荷载分布自动对树状结构找形,并移除低效能构件。直至剩余构件数量达到优化目标为止。采用该算法可以简化力流传递路径,根据荷载分布自动优化构件的空间分布并根据内力优化构件长度。为了防止误删高效能构件,在本算法中设计了构件复活功能,可以激活在找形过程中由低效能转变为高效能的构件。

摘要：针对概念设计阶段树状结构拓扑创构问题,提出了连续体结构拓扑优化方法。应用连续体结构拓扑优化法,建立体积约束下结构总应变能极小化（即结构总体刚度极大化）的拓扑优化模型,依据单约束优化问题的鞍点条件建立了优化迭代格式。研究了体积比、屋面结构刚度、屋面结构几何形式、设计空间高度等对树状结构拓扑形态的影响,并给出了具体应用算例。结果表明：随着材料用量的增加,树状结构拓扑随之复杂;随着屋面刚度的增加,树状结构分枝趋向于减少;不同的屋面结构几何形式会导致不同的树状结构拓扑形态;满足一定高度后,树状结构分枝形态不会受高度影响,仅是增加主树杆高度。

摘要：采用有限元方法分析几何参数对树状结构节点承载力的影响,得到节点尺寸参数的最佳取值范围,并拟合出树状结构节点的承载力公式。通过逆吊递推找形设计方法设计整体树状结构,计算分析屋面梁悬挑长度和树状柱间屋面梁跨度的相对大小对其内力分布的影响,得到两者最佳比值范围。同时验算树状结构节点的受力情况,拟定设计公式中安全系数的最佳取值。根据拟定的安全系数值设计整体结构并验算其力学性能及对应节点的受力情况。计算结果表明:若树状柱两侧局部刚度一致,除最上一级分枝外,按逆吊递推找形法得到的结构对应的安全系数应取4;需增加悬挑长度的结构,安全系数应取5;最上一级分枝的安全系数应较其余分枝大1。根据节点承载力公式设计得到的树状结构,具有较大的刚度,可用于实际工程。

摘要：树状结构是一种具有形态统一特征的新型空间结构形式,特别适用于展览馆、航站楼等大型公共建筑中。以黑龙江省新博物馆自然展区树状结构为例,详细介绍该结构的形态创建过程,通过对单柱方案和六柱方案的比较分析,获得了具有良好建筑效果且受力合理的空间结构形式;对该树状结构进行非线性全过程分析,考察结构的失稳模式,指出对于这种复杂空间刚架体系,整体稳定性分析应同时考虑几何非线性和材料非线性;探讨构件计算长度系数的确定方法,指出树状结构的杆件计算长度系数无法参照规范规定,而应通过对整体模型中的杆件失稳模态分析确定;最后,采用基于整体模型的屈曲分析方法给出各级分枝的计算长度系数取值建议。

摘要：树状结构作为一种外形美观的支承结构,可与自由曲面网壳共同应用于大型公共建筑。采用动力松弛法确定树状支承结构与自由曲面网壳的合理形状时,在所得到的树状结构中常会出现低效构件。为此,提出了基于动力松弛的树状结构单元集群找形方法,该方法通过单元集群的方式,使模型中处于同一集群内的单元受力状态相同,这可以有效地避免树状结构与自由曲面网壳联合找形所得结构中出现低效构件。算例分析表明:通过设置单元集群,可以使找形最终所得到的结构中处于同一集群内的构件轴力分布均匀,从而保证各分支杆件在传力过程中均能起到积极作用;不同的单元集群方案对应着不同的找形结果,因此,单元集群也可作为调整结构形状的重要手段,在保证结构受力性能良好的基础上为结构设计提供多种方案。

摘要：在树状结构各种力学性能研究中,找形分析是十分重要的.在研究以往树状结构找形过程的基础上,以减小杆件内的单元弯矩为目的,提出将连续折线索单元应用于树状结构找形的方法,给出一般操作步骤,并通过试验对该方法进行验证.经过内力分析比较,得到该方法能够有效减小单元弯矩、结果较理想的结论,同时该方法具有操作简便、无需编程迭代、耗时较短的优势.对找形后的结果进行优化,可以进一步减小单元弯矩.分析分级节点位置变化对找形结果的影响,总结规律,为今后树状结构工程的设计应用提供了一定的参考.

摘要：树状结构作为仿生结构的一种,以其力流明确、传力合理和外形美观的优势,逐渐得到越来越广泛的应用.本文明确了树状结构的定义:在研究自然界中树木的形态及受力特性的基础上,所设计的具备一定支承作用的结构;规定了树状结构的组成及编码;结合具体的工程实例,对树状结构按照承重类型不同、是否联合受力、造型不同、是否与其他结构组合、支承屋盖刚度不同、组成级数不同和组成空间不同共七种分类方式进行分类;在阐述树状结构优势的基础上,分析了斯图加特机场、天津米立方和黑龙江漠河机场公路收费站等实际工程,可为今后树状结构分析设计提供一定参考.

摘要：在多芯片组件互连传输线的电路模型中，必须同时考虑线电感和线电阻，因此其互连延迟的研究比传统的ＰＣＢ和ＩＣ互连更具复杂性．研究了具有树状拓扑结构的ＭＣＭ互连网络的延迟：在明确了ＭＣＭ互连延迟的独特点后，着重给出了树状结构互连网络冲激响应的矩的求法。