基于上部网格初始位形平衡的索结构索杆系形态确定方法技术

本发明专利技术涉及土木工程预应力索结构技术领域，特别是涉及基于上部网格初始位形平衡的下部索杆系形态确定方法。一般情况下，索结构设计先根据建筑内部空间功能要求及类似工程经验确定下部索杆系的位形后，然后通过找力分析确定其预应力。对于较为复杂的工程，仅通过找力分析是难以达到目标要求的。本发明专利技术提出了一种索杆系形态优化方法，在局部控制索力已知的前提下，采用迭代方法同时更新找形节点的坐标和找力单元的预张力，优化确定全局索杆系的位形和预应力，从而大大提高结构设计效率，实现基于上部网格初始位形的恒载平衡态，即在恒载和预应力共同作用下，上部网格的竖向位移接近0，上部网格的变形和受力最小。上部网格的变形和受力最小。上部网格的变形和受力最小。

【技术实现步骤摘要】
基于上部网格初始位形平衡的索结构索杆系形态确定方法


[0001]本专利技术涉及土木工程预应力索结构
，特别是涉及基于上部网格初始位形平衡的下部索杆系形态确定方法。

技术介绍

[0002]随着时代发展和社会进步，一些大型的公共建筑是国家或地区的文化符号和实力象征。大跨空间索结构以其外观可塑性强、结构材料充分利用等优点，成为现代社会营建大型公共建筑最热门的结构类型之一。现代索结构常采用高强拉索材料和预应力技术，优化结构性能，减轻结构自重，实现轻盈跨越大空间，如张弦桁架结构、弦支穹顶结构、索承网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、索桁架结构、索网结构、悬索结构等，在大型体育场馆、会展中心、交通枢纽等得到了广泛的应用。其中张弦桁架结构、弦支穹顶结构、索承网格结构、索穹顶结构、索桁架结构等都属于双层结构体系，如：弦支穹顶结构和索承网格结构均由上部网壳和下部索杆系构成，通过预应力的施加，下部索杆系承托上部网壳，并为上部网壳提供弹性支承点；索穹顶结构和索桁架结构均由上部索网和下部索杆系构成，撑杆支承在上部和下部的拉索之间，通过预应力的施加，上部和下部的拉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于上部网格初始位形平衡的索结构索杆系形态确定方法，其特征在于：步骤如下：1)、建立双层索结构初始模型，并施加荷载、边界条件；2)、选取模型中下部索杆系中的形控节点确定形控节点的形控方向，设置形控节点中迭代收敛值u
cvg
；3)、选取模型中下部索杆系中的找形节点确定找形节点的找形方向；4)、选取模型中下部索杆系中的力控单元采用小弹性模量法对其施加已知预应力采用小弹性模量法对其施加已知预应力为步骤1)中的施加的荷载；5)、选取模型中下部索杆系中的找力单元在上施加预应力迭代初始值p
i(0)
；6)、针对步骤1)、步骤4)、步骤5)中的模型、荷载、边界条件及找力单元中施加的预应力迭代初始值，进行首次几何非线性静力求解，获得结构变形后的平衡态；7)、第k次迭代更新找形节点的坐标值c
i(k)
和找力单元的预应力p
i(k)
，具体迭代策略为：对于找形节点：c
i(k)
＝c
i(k
‑
1)
+β
×
u
i(k
‑
1)
，其中c
i(k
‑
1)
和u
i(k
‑
1)
分别为第k
‑
1次迭代的第i个找形节点在找形方向上的坐标和位移；β为迭代加速系数，且β≥1.0；对于找力单元：p
i(k)
＝σ
i(k
‑
1)
，其中σ
i(k
‑
1)
为第k<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，阮杨捷，张宁远，黄立凡，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：