一种基于功能目标的张力结构通用体型设计方法

摘要

本发明公开了一种基于功能目标的张力结构通用体型设计方法。本方法可概括为首先根据初始结构模型，利用节点坐标、单元预应力功能目标形成以单元力密度向量为未知量的自由节点力平衡方程组Ⅰ和利用单元力密度、节点坐标功能目标形成以节点坐标向量为未知量的自由节点力平衡方程组Ⅱ，利用最小二乘法，分别近似求解方程组Ⅰ、Ⅱ并更新方程组系数矩阵，如此反复迭代，直到方程组Ⅰ、Ⅱ的误差小于预设的误差收敛值，完成体型设计。本方法交替求解单元力密度向量、节点坐标向量，直到整体结构满足力平衡条件及预设功能目标。本方法计算流程简洁，且具有通用性，可广泛应用于张力结构，如张弦梁、索桁架、索穹顶等大跨建筑结构或悬索桥梁结构的体型设计。