膜结构裁剪分析中曲面的模拟与短程线的生成

对膜结构裁剪分析中的两个重要问题———膜结构曲面的模拟及短程线的生成方法进行了讨论。提出了以插值函数分片拟合曲面 ,并用曲面片的集合来表示曲面的方法。在此基础上 ,提出了用动力松驰法计算曲面上两点间短程线的方法 ,并进行了实例计算     

索膜结构初始形状确定的综合设计法

本文针对膜结构找形中的最小曲面和考虑重力后的索膜结构的形状确定问题提出了一种新的综合设计法。对膜结构的最小曲面的确定问题,本文首先采用非线性有限元格式求得初始近似曲面,然后在此曲面上采用动力松弛格式得到最小曲面。此种方法比非线性有限元格式的精度有所提高,收敛速度也比动力松弛格式快得多。对考虑重力作用的索膜结构的初始形状确定问题,本文先采用非线性有限元格式得到初始近似曲面,然后在此曲面上考虑索膜的重力,仍采用非线性有限元格式得到最终需要的平衡曲面。此种方法收敛速度比一开始考虑索膜重力快,并且收敛性更好,可以得到更为精确的初始形状。     

膜结构形状确定的三类问题及其求解

本文提出了膜结构形状确定的三类问题：第一类问题是给定边界条件的等应力最小曲面确定问题。第二类问题是给定边界条件的平衡曲面确定问题,第三类问题是给定曲面几何的最均匀应力分布确定问题。对第一、第二类问题,本文采用动力松弛方法求解;对第三类问题,本文提出了最小二乘法的计算理论和求解方法。数值算例表明了本文方法的实用性和优越性。本文方法具有概念明晰、推导简单和计算快速的优点。     

膜结构裁剪分析

裁剪分析是膜结构设计过程中的关键，为此，本文提出一种有效的方法——动态规划法，把空间任意曲面近似展成平面。即基于动态规划的基本思想，把空间任意曲面划分成有限个相邻的条块（称之为条元），依次耦联计算出每一条元的展开形状，便可得到整个曲面的展开图。最后给出两个算例     

索膜结构力密度法找形的一种离散方法

运用力密度法对索膜结构找形的关键问题是结构的离散．本文将一种离散方法运用于索膜结构的力密度找形分析，取得了很好的效果．计算结果与理论值及用非线性有限元方法所得结果进行了比较，证明该方法在保持力密度法收敛速度快的同时，精度也足够高．     

张力结构形态确定的改进方法

为了寻求一种广泛适用于张力结构形态确定的技术,综合膜结构支座位移提升法和近似曲面逼近法的优点,基于传统的非线性有限元求解技术,对张力结构形态确定的有限元方法作了技术上的改进,探讨了加强非线性求解收敛性的几个关键问题,提出了一种实用的张力结构形态确定改进方法,即利用小弹性模量技术得到近似曲面,然后基于近似曲面代入真实结构参数迭代求解最终平衡曲面。研究表明,该方法能广泛适应于张力结构形态确定,同时对张力结构形态确定是建立正确计算模型的前提。     

膜结构找形分析中的二次节点平衡法策略

依据大变形几何非线性理论,在节点平衡法的基础上提出了二次节点平衡法找形策略,并以锥形和马鞍形曲面索膜结构为例对比两种找形方法的计算结果．发现二次节点平衡法的计算工作量增加不大,且节点不平衡力分布更均匀,其计算结果更精确,能克服节点平衡法自身的缺点,能为裁剪和荷载分析提供更精确的数据。     

敞篷式体育场膜结构找形分析

采用基于非线性有限元理论的形态结合法对敞篷式膜结构进行了找形分析.首先介绍了相关理论和相应有限元计算公式,通过提升支座,得到膜面的初始曲面,即"形";然后在此形状基础上,通过温度作用对膜施加真实的预应力,迭代计算得到了真实的膜面预应力分布,即"态",实现了"形"与"态"的结合,得到了最终膜结构的形状;最后对郑州大学新校区综合体育场膜结构工程进行了找形分析.结果表明,该方法能够快捷、精确地得到敞篷式膜结构的曲面形状,对更加合理地设计膜结构具有重要意义.     

带弹性拉压杆张拉膜结构找形分析

本文在力密度法的基础上推导了混合力密度法，解决了带弹性拉压杆张拉膜结构的找形分析问题，并编制相应的计算程序对工程实例进行计算，计算结果表明，本文的方法数值稳定、收敛快、精度高，适合运用于张拉膜结构的整体找形分析。     

离散微分几何在膜结构设计中的运用

基于有限元分析的离散模型,将离散微分几何领域的最新成果运用于膜结构设计,求解曲面曲率,法向量,主方向及测地线,进行结构分析设计。算例表明此方法快速简便,避免多次曲面拟合。     

近地表开挖引起的地表沉降的随机介质方法

介绍预计地表地下工程开挖引起地表移动及变形的随机介质方法,详细探讨了二维与三维地表沉降的随机介质方法,并对照一些工程实例,给出了计算机计算结果与这关测值的比较。     

斜拉桥模态测试与分析

桥梁结构的动力特性是结构抗震、抗风以及进行在线健康监测的基础。使用大型结构有限元分析程序建立杭州市文晖大桥三维有限单元模型,对大桥进行动力特性理论分析。计算结果与实桥脉动测试法(也称环境随机振动法)的测试结果相当吻合,验证了模型以及脉动测试法的有效性,也为大桥的进一步研究提供了依据。     

三维离散元法中地下水及锚杆的模拟

基于采用动态松弛法求解的三维离散单元法,提出了地下水、锚杆的三维分析方法,给出了相应的算法和公式,并通过算例进行了验证。     

三维节理岩体计算模型的建立

面向三维岩体力学行为研究，给出了一种用于建立三维节理岩体数值计算模型的算法。同时，开发了相应的计算机软件。模型的建造中强调大型结构面或主结构面组的相对稳定性，及一些结构面组的统计特性。该计算模型主要适用于三维离散元分析     

大跨度门式刚架结构地震响应分析方法研究

近年来,由于门式刚架结构设计施工存在一些问题,导致工程安全事故屡见不鲜,尤其在地震作用下,较多门式刚架工程发生垮塌,造成了巨大的经济损失。以某大跨度门式刚架厂房为例,利用ANSYS有限元分析软件建立其三维计算模型,进行地震作用下的振动响应分析。首先,通过模态分析得到门式刚架的各阶振型和自振频率;然后,分别进行谱分析和地震反应时程分析。分析表明,谱分析的结果偏于安全,而地震反应时程分析的结果可以作为谱分析结果的复核检验。     

岩石抗剪强度指标的概率分析

本文基于库仑准则讨论了岩石抗剪参数ｆ与ｃ的相关性,并采用二维随机变量的联合分布推求该参数的可靠概率,以与不同设计阶段的目标值进行比较,评定岩石抗剪参数的可靠性。     

思维的工具--计算机对建筑设计新领域的渗透

建筑设计包括创造性工作、机械性工作和信息性工作.随着建筑由二维观转向三维观,计算机对建筑设计创造性工作领域的渗透,也由模仿传统的工作方式,转变为设计师们思维的工具.     

中国古代木结构有限元动力分析

通过对我国古建筑木结构的结构特性研究,提出了将榫卯和斗拱简化为变刚性连接,用三维动力弹塑性有限元分析,得出了我国古建筑木结构的典型代表西安东门城楼的固有频率、振型.在El Centro波作用下分析给出了轴力、加速度和位移等的时程响应曲线,讨论了变刚度单元的刚度系数的影响,为古建筑研究提供了一种新的分析模型.     

三维边坡稳定问题的基本方程与分析方法

基于空间一点应力分析,进行了空间曲面上一点的应力分析,得出了曲面上一点的法向应力、剪应力与应力分量、曲面一阶偏导数的关系。建立了曲面至边坡表面土柱上力的微分平衡方程、力的平衡方程、力矩平衡方程。和库仑屈服条件一起,构成了边坡稳定问题普遍适用的基本方程。采用与二维问题的简化Bishop法类似假定,得出了一种三维边坡稳定性分析的计算方法。算例表明,本文方法计算结果是合理的,具有广泛的应用意义。     

基于径向基函数响应面法的岩质边坡可靠度分析

岩质边坡中存在多种变异性,需要进行岩质边坡的可靠度分析。将数值分析法与可靠度分析的响应面法相结合,进行了岩质边坡稳定的可靠度分析。利用径向基函数网络(RBFN)的全局适应能力强的特点,在响应面法中,以径向基函数网络为响应面函数,将隐式的功能函数显式化。通过对每个响应面新增一个样本点的方法进行样本点的生成及响应面的迭代,计算表明:基于径向基函数网络的响应面法具有较高的计算精度及效率,可以适用于基本变量数较多的可靠度分析问题;本文的边坡算例中,第2层岩体的强度参数对边坡的可靠指标影响最大,而其他参数对可靠指标的影响则相对较小。