拉锁预应力网格结构的分析理论、施工控制与优化设计2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第一章 概述1

1.1 拉索预应力网格结构的发展1

1.2 拉索预应力网格结构的分类2

1.3 拉索预应力网格结构的工程实践3

1.4 本书的主要内容8

第二章 拉索预应力网格结构的有限元分析理论11

2.1 考虑杆件初始弯曲的非线性杆单元11

2.1.1 轴力与轴向变形的关系11

2.1.2 切线刚度矩阵的推导13

2.2 考虑杆件初始弯曲的非线性梁单元15

2.2.1 内力与变形的关系15

2.2.2 刚度矩阵的推导17

2.3 两节点小应变悬链线索单元19

2.3.1 基本假定与位移模式19

2.3.2 应变关系20

2.3.3 虚功增量方程推导切线刚度矩阵20

2.3.4 索端力的计算22

2.4 非线性分析的求解方法23

2.4.1 Newton-Raphson荷载控制法23

2.4.2 弧长控制法24

2.5 算例分析25

2.5.1 铰接六角星穹顶算例26

2.5.2 刚接六角星穹顶算例28

2.5.3 单索结构算例29

第三章 拉索预应力网格结构的非线性稳定分析32

3.1 张弦拱桁架结构的非线性稳定分析32

3.1.1 拉索初始预应力为零33

3.1.2 不同初始预应力取值下的比较38

3.2 弦支穹顶结构的非线性稳定分析40

3.2.1 设计预应力下的结构非线性稳定分析40

3.2.2 不同初始预应力状态下的比较44

第四章 拉索预应力网格结构的地震响应分析46

4.1 弦支穹顶结构的非线性地震响应分析46

4.1.1 自振特性分析46

4.1.2 非线性时程分析47

4.2 张弦拱桁架结构地震响应的半主动控制51

4.2.1 基本方程的建立51

4.2.2 LQR最优控制求解52

4.2.3 限界Hrovat半主动控制算法53

4.2.4 MR阻尼器的逆向神经网络模型54

4.2.5 张弦拱桁架的半主动控制55

第五章 拉索预应力网格结构的风振响应分析60

5.1 风速时程模拟与谱分析60

5.1.1 谐波叠加法60

5.1.2 AR法63

5.1.3 ARMA法65

5.1.4 风速模拟结果的谱分析65

5.1.5 算例分析67

5.2 拉索预应力柱面网壳的风振响应71

5.2.1 算例说明及参数分析方案71

5.2.2 拉索预应力柱面网壳的自振特性分析73

5.2.3 计算说明及时程分析方法讨论75

5.2.4 预应力对结构风振响应的影响分析77

5.2.5 几何参数对结构风振响应的影响分析79

5.2.6 结构参数对结构风振响应的影响分析85

5.2.7 风荷载参数对结构风振响应的影响分析88

5.3 拉索预应力球面网壳的风振响应93

5.3.1 算例说明及参数分析方案93

5.3.2 拉索预应力双层球面网壳的自振特性分析94

5.3.3 预应力对结构风振响应的影响分析96

5.3.4 几何参数对结构风振响应的影响分析98

5.3.5 结构参数对结构风振响应的影响分析102

5.3.6 风荷载参数对结构风振响应的影响分析106

5.4 拉索预应力网格结构的整体风振系数111

5.4.1 拉索预应力网格结构整体风振系数的概念111

5.4.2 各类参数变化对拉索预应网格结构整体风振系数的影响114

第六章 拉索预应力网格结构的施工误差可靠性分析118

6.1 基于有限元的概率设计技术118

6.1.1 基于有限元的概率设计（PDS）简介118

6.1.2 概率设计方法——蒙特卡罗模拟技术119

6.1.3 概率设计方法——响应面法120

6.1.4 平面张弦梁结构可靠性分析实例122

6.2 基本随机变量的参数统计124

6.2.1 施工误差124

6.2.2 荷载的统计特性126

6.2.3 抗力的统计特性129

6.3 结构失效模式的定义129

6.4 弦支穹顶算例分析130

6.4.1 算例1130

6.4.2 算例2137

6.5 节点位置偏差对结构可靠度的影响142

6.5.1 位移失效模式143

6.5.2 强度失效模式144

6.5.3 稳定失效模式144

6.6 不同矢跨比下的参数化分析145

6.6.1 位移失效模式146

6.6.2 强度失效模式146

6.6.3 稳定失效模式146

6.7 节点位置偏差模拟方法147

第七章 拉索预应力网格结构的张拉全过程分析152

7.1 预应力效应的模拟152

7.2 拉索预应力网格结构的刚度法理论153

7.2.1 混合影响矩阵法153

7.2.2 循环迭代逼近法155

7.2.3 两种方法的比较156

7.3 预应力施工阶段的力学分析156

7.3.1 索分批张拉的分析156

7.3.2 索多次张拉的分析157

7.4 考虑施工过程影响的形态分析158

7.4.1 拉索预应力网格结构形态分析概念158

7.4.2 形态分析逆迭代法158

7.4.3 基于生死单元的施工过程仿真159

7.4.4 考虑施工过程影响的形态分析逆迭代法159

7.5 工程算例分析162

7.5.1 长江防洪模型试验大厅——拱支预应力网壳结构162

7.5.2 深圳市游泳跳水馆——斜拉网格结构165

7.5.3 弦支穹顶算例1166

7.5.4 弦支穹顶算例2——常州体育馆弦支穹顶169

第八章 拉索预应力网格结构的预应力施工控制172

8.1 基于预应力张拉递推系统的拉索索力控制172

8.1.1 索力递推系统172

8.1.2 基于索力观测值的预应力施工方案决策176

8.2 基于预应力张拉递推系统的结构位移控制177

8.2.1 位移递推系统177

8.2.2 基于位移观测值的预应力施工方案决策178

8.2.3 基于索力—位移观测值的预应力施工方案决策179

8.3 基于结构响应观测值的动态反馈控制180

8.3.1 动态反馈控制思想180

8.3.2 BP神经网络181

8.3.3 预应力实施全过程反馈控制方法的步骤183

8.4 工程算例分析186

8.4.1 基于张拉递推系统的控制算例186

8.4.2 基于结构响应观测值的反馈控制算例189

第九章 拉索预应力网格结构的优化设计196

9.1 考虑预应力实施过程的全过程优化设计196

9.1.1 全过程优化设计概念与模型196

9.1.2 预应力结构实施过程预应力施加次数与施加方案的讨论198

9.1.3 优化模型求解的三级优化思路200

9.1.4 各级优化方法203

9.1.5 数值算例207

9.2 拉索预应力网格结构的模糊优化设计212

9.2.1 模糊优化模型212

9.2.2 λ-水平截集法212

9.2.3 两阶段优化设计方法212

9.2.4 数值算例214

9.3 拉索预应力网格结构的可靠性优化215

9.3.1 基于可靠度的结构优化数学模型216

9.3.2 基于可靠度的结构的优化设计方法217

9.3.3 基于APDL的ANSYS有限元优化技术218

9.3.4 优化算例219

第十章 拉索预应力网格结构的模型试验223

10.1 多向误差可调节点223

10.1.1 可调节点概念223

10.1.2 多向误差可调节点构造224

10.1.3 多向误差可调节点性能227

10.2 弦支穹顶结构模型设计229

10.2.1 模型设计229

10.2.2 构件设计230

10.2.3 荷载设计232

10.2.4 实验仪器及观测方案232

10.3 弦支穹顶结构预应力实施过程控制试验研究234

10.3.1 弦支穹顶结构预应力实施过程位移控制试验研究234

10.3.2 弦支穹顶结构预应力实施过程索力控制试验研究237

10.4 静力试验结果238