基于ansys大跨度张弦梁结构预应力模拟研究

摘要

张弦梁结构是近年来兴起的一种新型空间结构。它是通过几根受压杆将压弯构件和受拉构件连接到一起，同时对索施加一定的预应力，预先使结构产生一定的反拱，待荷载产生后，使结构基本回复到初始形状的一种体外预应力空间结构，张弦梁结构由于具有良好的受力性能和经济指标而越来越得到人们的重视。
　　 本文以某体育馆的张弦梁工程为建模基础，利用有限元软件ansys建模模拟了施工中的张拉过程，从结构变形和受力的角度对比了两种张拉方法的施工效果;常用的模拟预应力的方法有降温法和初应变法，本文通过建立模型计算对比了两种方法的优劣;在此基础上用定义初应变的方法对张弦梁结构的合理预应力的取值进行了研究，得到了施加预应力比较合适的范围。
　　 张弦梁结构的找形工作是施工中的难点，结构稳定性问题也需要时刻考虑，这些问题都是张弦梁结构施工中最基本最重要的问题，也是施工前必须解决的问题。本文利用初应变法模拟预应力进行迭代计算解决张弦梁的找形问题，而且总结了找形的几种方法;从受力分析的角度概括了张弦梁失稳的几种实际情况，并通过改变结构的几何尺寸进行建模，对比分析得到了影响结构稳定性的几何参数。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 张弦梁结构

1．1．1 张弦梁的概念

1．1．2 张弦梁的形式和分类

1．1．3 张弦梁结构的特点

1．2 张弦梁结构的发展和工程应用

1．3 张弦梁结构的研究现状

1．3．1 理论研究

1．3．2 施工分析研究现状

1．4 本文的研究工作

第2章 预应力张弦梁结构分析

2．1 分析原则

2．2 张弦梁结构预应力分析

2．2．1 张弦梁结构形态定义

2．2．2 张弦粱结构的预应力特点

2．2．3 张弦梁结构受力分析

第3章 非线性有限元分析基本理论

3．1 非线性分析理论

3．2 几何非线性分析

3．3 非线性有限元方程的解法

3．4 张弦梁结构的有限元分析基本理论

3．4．1 基本假设

3．4．2 杆单元非线性分析

3．4．3 索单元非线性分析

3．4．4 梁单元非线性分析

第4章 预应力张弦梁结构模拟分析

4．1 有限单元法

4．2 张拉过程模拟

4．2．1 拉索预应力的施加方法

4．2．2 建立模型

4．2．3 双侧张拉

4．2．4 单侧张拉

4．2．5 两种张拉方法对比分析

4．3 预应力模拟

4．3．1 降温法模拟

4．3．2 初应变法模拟

4．3．3 两种方法的对比分析

4．4 合理预应力取值研究

4．5 张弦梁结构找形分析

4．5．1 找形分析的必要性

4．5．2 找形分析的原理

4．5．3 计算分析

4．5．4 其他找形方法

4．6 张弦梁的稳定性研究

4．6．1 引言

4．6．2 局部失稳

4．6．3 整体失稳

4．6．4 模型分析

第5章 结论与展望

5．1 本文主要研究结论

5．2 展望

致谢

参考文献