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题名基于环形张拉整体的索杆全张力穹顶结构形态分析
被引量：15
- 1
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作者
陆金钰
武啸龙
赵曦蕾
舒赣平
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机构
东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室
东南大学国家预应力工程技术研究中心
美国约翰霍普金斯大学土木工程系
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2015年第S1期66-71,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51208263
51008065
+1 种基金
51308105)
东南大学优秀青年教师教学科研计划项目(中央高校基本科研业务费专项资金2242014R30005)
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文摘
运用平衡矩阵奇异值分解技术,通过变换经典半八面体张拉整体单元的几何构型,对半规则张拉整体单元进行了自平衡构型的找形分析,给出了几何变换后的设计公式,并通过单元自应力模态和机构位移模态验证了单元的几何稳定性。对此单元进行环向拼装,得到了环形张拉整体结构并给出结构整体可行预应力。提出了环形张拉整体中部引入葵花形索穹顶的构造方法,构建了全张力自平衡的新型索杆穹顶结构,并对其进行了静力分析,表明该结构具有较好的刚度。最后通过实物模型进一步验证了该结构体系的可行性。该研究对张拉整体在实际工程中的应用具有一定促进作用。
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关键词
半规则张拉整体
环形张拉整体
形态分析
自应力模态
索穹顶
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Keywords
semi-regular tensegrity
tensegrity torus
form finding analysis
self-stress modes
cable dome
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分类号
TU399
[建筑科学—结构工程]
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题名环箍-穹顶索杆结构局部断索抗倒塌能力分析
被引量：10
- 2
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作者
陆金钰
董霄
李娜
武啸龙
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机构
东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室
东南大学土木工程学院
南京林业大学机械电子工程学院
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2016年第B06期173-178,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51208263
51178098)
东南大学优秀青年教师教学科研资助计划项目(中央高校基本科研业务费专项资金项目2242014R30005)
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文摘
提出一种新型的环箍穹顶全张力自平衡索杆结构,该体系以环形张拉整体为周边环梁,中部支承Levy型索穹顶结构。由于该环箍穹顶结构冗余度较低,该文研究了局部索失效情况下的结构抗倒塌性能。考察了环形张拉整体中局部拉索破断后索穹顶环向约束刚度的降低程度,以及整体结构力学性能的影响。基于显式动力积分法,运用变换荷载路径法,通过移除失效拉索单元,分析模拟了环形张拉整体不同部位的拉索断裂后剩余结构的响应,包括节点位移、索杆内力等指标。根据响应值将断索分成四种类型,并对四种类型的索破断后结构是否产生连续倒塌进行了探索。分析结果表明,提出的环箍-穹顶索杆结构具有较好的抗连续倒塌性能,相关结论将为此类结构的工程应用及安全评估提供借鉴。
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关键词
环箍-穹顶索杆结构
环形张拉整体
索穹顶
断索
索松弛:连续倒塌
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Keywords
torus-dome cable-strut structure
tensegrity toms
cable dome
cable rupture
slack of cable
progressive collapse
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分类号
TU394
[建筑科学—结构工程]
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题名基于小生境遗传算法的新型环形张拉整体结构拓扑优化
被引量：7
- 3
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作者
谢胜达
袁行飞
马烁
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机构
浙江大学建筑工程学院
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出处
《空间结构》
CSCD
北大核心
2019年第4期35-42,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51578492,51878600)
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文摘
根据环形张拉整体结构的柔性结构特点与力学特性,以结构总质量最小为目标函数,节点连接杆件数、结构存在自平衡模态、构件不交叉、应力性质、位移限值为约束条件,结合共享函数小生境技术以及预选择机制,提出一种基于小生境遗传算法的新型环形张拉整体结构拓扑优化方法,并对跨度、单体数不同的2个环形张拉整体结构进行拓扑优化.算例结果表明,利用基于刚度矩阵的张拉整体结构找形方法可有效地对不同拓扑条件下的环形张拉整体结构进行自平衡态模态的求解及静力分析.采用共享函数小生境技术和预选择机制对遗传算法进行改进,可有效地提高传统遗传算法的可靠性、稳定性,提出的方法可用于新型环形张拉整体结构拓扑优化.
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关键词
环形张拉整体结构
拓扑优化
遗传算法
小生境技术
自平衡模态
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Keywords
tensegrity torus
topology optimization
genetic algorithm
sharing function niche mechanism
self-balancing modes
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分类号
TU351
[建筑科学—结构工程]
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题名环形张拉整体结构的研究和应用
被引量：3
- 4
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作者
袁行飞
彭张立
董石麟
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机构
浙江大学空间结构研究中心
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出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第5期8-13,共6页
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基金
国家自然科学基金(50638050)
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文摘
张拉整体结构是一种由连续拉索和断续压杆构成的新型结构。有关正圆柱形张拉整体结构和球形张拉整体结构的研究已被广泛开展,但另一种基本的几何拓扑形态——环形张拉整体结构却很少受到关注。提出一种新型环形张拉整体结构,对其拓扑和找形问题进行研究,采用平衡矩阵法求解该结构的自应力模态和机构位移模态。通过在索穹顶结构中引入环形张拉整体圈梁,提出一种新型索穹顶,并对初始预应力分布和结构性能进行了分析。算例结果表明该新型索穹顶是一种刚度较好且完全自支承自平衡的张拉整体结构。此研究丰富了现有张拉整体结构形式及其应用。
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关键词
正圆柱形张拉整体结构
球形张拉整体结构
环形张拉整体结构
找形
索穹顶
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Keywords
cylindrical tensegrity module
spherical tensegrity module
tensegrity torus
form-finding
cable dome
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分类号
TU394
[建筑科学—结构工程]
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题名环形张拉整体结构的研究和应用
被引量：1
- 5
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作者
袁行飞
彭张立
董石麟
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机构
浙江大学空间结构研究中心
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出处
《预应力技术》
2009年第4期30-34,40,共6页
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文摘
张拉整体结构是一种由连续拉索和断续压杆构成的新型结构。有关正圆柱形张拉整体结构和球形张拉整体结构的研究已被广泛开展,但另一种基本的几何拓扑形态—环形张拉整体结构却很少受到关注。提出一种新型环形张拉整体结构,对其拓扑和找形问题进行研究,采用平衡矩阵法求解该结构的自应力模态和机构位移模态。通过在索穹顶结构中引入环形张拉整体圈梁,提出一种新型索穹顶,并对初始预应力分布和结构性能进行了分析。算例结果表明该新型索穹顶是一种刚度较好且完全自支承自平衡的张拉整体结构。此研究丰富了现有张拉整体结构形式及其应用。
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关键词
正圆柱形张拉整体结构
球形张拉整体结构
环形张拉整体结构
找形
索穹顶
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分类号
TU359
[建筑科学—结构工程]
O18-4
[理学—数学]
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题名环形张拉整体式穹顶结构拉索失效研究
- 6
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作者
冯晓东
胡晋荣
撒剑波
杨伟家
罗尧治
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机构
绍兴文理学院土木工程学院
浙江大学浙江省空间结构重点实验室
浙江精工钢结构集团有限公司
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出处
《建筑钢结构进展》
CSCD
北大核心
2022年第5期101-112,共12页
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基金
国家自然科学基金(51908356)
绍兴文理学院国际科技合作项目(2019LGGH1005)。
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文摘
为探究环形张拉整体式穹顶结构的破坏机理,使用大型通用有限元软件ANSYS对其力学性能进行非线性有限元分析,考虑拉索失效对此类结构产生的不利影响,同时开展了拉索松弛和破断的研究。研究结果表明:结构不利于承受非对称荷载,在全跨荷载作用下,当拉索发生松弛时结构将产生刚度突变。单根拉索破断后,结构不存在相等的自振频率,且第一阶频率均有所降低,斜索20破断后,结构刚度大幅降低。部分拉索破断后,将导致整个结构发生坍塌破坏,建议在实际工程中应经常进行应力监测与日常维护以提高该部分拉索的安全储备。研究结果将对此类结构的施工维护以及安全评估具有一定的参考。
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关键词
环形张拉整体式穹顶结构
拉索失效
静力分析
刚度突变
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Keywords
annular tensegrity-dome structure
cable failure
static analysis
stiffness mutation
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分类号
TU394
[建筑科学—结构工程]
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题名一种环形张拉整体结构找形与应用
- 7
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作者
尚仁杰
戈建
李明澔
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机构
中冶建筑研究总院有限公司
北京戈建筑设计顾问有限责任公司
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期2598-2604,I0019,I0020,共9页
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文摘
提出了一种由多个4压杆、12拉杆单元环向均匀布置构成的环形张拉整体结构,并对其拓扑结构和找形方法进行了研究。找形分三步:先根据建筑要求建立环形张拉整体结构初始构形;再对初始构形的拉杆逐级施加初应变,进行几何非线性分析;根据位移-初应变曲线和拉力-初应变曲线折点位置确定张拉整体结构自平衡构形,完成结构找形。在初应变不足0.2%的前提下,结构达到内力自平衡状态,实现结构找形,并得到自平衡内力。本文提出的环形张拉整体结构找形过程直观、可控,收敛速度快。2019北京世界园艺博览会比利时馆采用了该环形张拉整体结构,本文以此工程为例,介绍了环形张拉整体结构的找形过程,分析了自平衡构形内力和结构自重下的内力与变形。
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关键词
环形张拉整体结构
找形
初始构形
自平衡构形
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Keywords
tensegrity torus
form-finding
initial configuration
self-balancing configuration
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分类号
TU394
[建筑科学—结构工程]
TB121
[理学—工程力学]
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