平面张弦结构抗连续倒塌的动力分析

杆件由于爆炸、腐蚀等发生脆性破坏后引起剩余结构的振动和压杆由于失稳过程中的弹性突跳（Snap-through）引起的相邻结构振动是张弦结构倒塌过程中常伴生的两种动力现象。本文对第一种动力响应产生的原因、失效构件的模拟方法进行了分析,说明进行张弦结构抗连续倒塌的动力分析应采用初始条件法模拟构件的失效。根据张弦结构的特点,从构件失效和结构失效两方面提出了张弦结构倒塌失效的评估准则,并采用变换荷载路径法通过静力连续倒塌分析找出张弦结构各部分的关键构件;然后采用初始条件法按考虑几何非线性、阻尼比、材料非线性等分别模拟这些关键构件失效引起的动力响应,得到了平面张弦结构各部分构件失效的动力特性、动力放大系数和失效构件的位置,并对不同失效时间进行动力响应分析得到张弦结构动力效应与构件失效时间的关系曲线。最后给出张弦结构进行抗连续倒塌分析的一些结论和建议,如进行连续倒塌动力时程分析时初始失效杆件选取和失效时间取值以及弹性动力放大系数与塑性动力放大系数的区别等,为张弦结构的抗连续倒塌设计提供技术支持和参考。     

泊松方程与双向张弦梁找形

根据双向张弦梁上、下弦的平衡荷载与索曲面及索拉力之间的关系，给出了上、下弦 所在曲面的泊松方程；给出了矩形边界和椭圆边界泊松方程的求解方法；通过算例验证了泊 松方程找形方法的正确性. 给出的泊松方程求解方法可以非常准确计算出双向张弦梁的 形状，便于在工程中应用.     

葵花型索穹顶结构等效平面桁架静力计算方法

选取n次轴对称葵花型索穹顶结构的1/n,将空间轴对称结构等效为一次超静定平面桁架结构.给出了葵花型索穹顶结构撑杆不在同一径向上的内力和位移处理方法,推导了力法求解约束力的计算公式,提出了小变形时各点位移计算的位移传递矩阵和计算公式.最后,通过一个算例介绍了该方法的计算过程并与有限元计算结果进行了比较,内力和位移误差均在工程设计要求内,验证了方法的正确性和准确性.     

矩形平面预应力索网大变形静力计算的级数迭代法

根据平衡荷载与索网变形及索拉力之间的关系给出了索网结构平衡的微分方程,得到了矩形平面预应力索网在均布荷载、均布拉力下不考虑几何非线性的变形曲面的一种级数解;通过对变形后索拉力的改变得到了近似考虑索网结构大变形几何非线性影响的级数迭代法,给出了修正的级数迭代法使计算收敛更加迅速;该方法应用在中关村文化商厦30m×70m平面索网的设计计算中,与非线性有限元计算结果比较验证了级数迭代法计算索网变形和索拉力大小的准确性,计算精度完全可以满足工程设计的需要.     

基于双层平面索变形的车辐式张拉结构找形方法

建立了由上层索、下层索、飞柱组成的双层平面索结构,根据节点平衡推导了各索段拉力的计算公式;基于索拉力产生的平衡荷载与索拉力水平分量及索竖向变形之间的关系,推导了平面索在竖向荷载作用下变形计算的有限元列式;通过对平面索结构边界节点施加竖向位移,将上下索边节点移动到建筑要求的位置;当飞柱高度不同时,可通过飞柱的伸长或缩短达到设计要求的飞柱高度,最终实现车辐式张拉结构找形。本文还给出了找形后结构分析和索张拉控制所需的初应变计算公式以及考虑边界梁和柱子在索力下产生弹性变形的处理方法。通过对车辐式张拉结构工程实例进行找形计算,介绍了有限元法的计算过程;对找形后车辐式张拉结构进行了受力分析,将找形时结构荷载施加在找形后的结构上,结构最大竖向位移仅为0.72mm,验证了该找形方法的正确性。     

一维混凝土杆受拉不稳定开裂时间及形成的应力波

本文从混凝土材料受拉开裂的特点出发，给出了一维混凝土杆受拉开裂过程的定解方程，得到了解析解，由此而求得了不稳定开裂的时间及其形成的应力波。     

基于u_(tt)-a~2u_(xx)=0的脆性材料受拉开裂稳定性分析

本文从混凝土受拉开裂的机理出发，基于虚拟裂缝模型（ＦｉｃｔｉｏｕｓＣｒａｃｋＭｏｄｅｌ，ＦＣＭ）［１］，建立了混凝土开裂的定解方程及其边界、初始条件，通过对波动方程ｕｔ－ａ２ｕｘｘ＝０解的稳定性分析，首次从动态角度得到混凝土试件受拉稳定开裂所应满足的条件，最后通过实验和算例证实了本文分析的正确性，为脆性材料拉伸全曲线实验研究奠定了理论基础     

基于uu—a^2uxx=0的脆性材料受拉开裂稳定性分析

本文从混凝土受拉开裂的机理出发，基于虚拟裂缝模型，建立了混凝土开理解的定解方程及其边界、初始条件，通过对波动方程ｕｕ－ａ＾２ｕｘｘ＝０解的稳定性分析，首次从动态角度得到混凝土试件稳定开裂所应满足的条件，最后通过实验和算例证实了本文分析的正确性，为脆性材料拉伸全曲线实验研究奠定了理论基础。     

双向张弦梁找形的有限元法

根据双向张弦梁上弦压力和下弦拉力在节点产生的竖向分力与撑杆高度之间的关系推导了单元刚度矩阵,根据外荷载与上弦和下弦在节点产生的竖向分力相等的原则建立了以撑杆高度为未知数的双向张弦梁找形的线性有限元列式并编制了有限元程序,给出了张弦梁计算时下弦拉索初应变确定方法和张拉控制方法;通过对平屋顶和曲面屋顶双向张弦梁2个算例找形计算和受力分析验证了找形方法的正确性以及撑杆高度与屋面形状的无关性,本文给出的计算方法将撑杆高度作为未知量,考虑了上弦为曲面时拱的作用,计算方便、结果准确.     

椭圆形平面预应力索网大变形非线性自由振动研究

对椭圆形边界的平面索网结构自由振动的主频率进行了研究,考虑索网结构大变形产生的几何非线性项的影响,用最小势能原理推导了非线性振动的微分方程,研究了线性振动频率、大振幅振动频率和大变形后小振幅的振动频率计算方法,并对3个频率进行了比较分析.