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索支撑空间网格新体系研究
作者：冯若强
出版社：科学出版社
出版时间：2018-07-01
ISBN：9787030561978
定价：¥128.00
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内容简介
索支撑空间网格结构是一种适合于玻璃采光顶结构的新型单层网壳结构形式，其网格单元为平面四边形，通透性高且玻璃加工方便。《索支持空间网格新体系研究》针对索支撑空间网格结构的形态优化、装配式节点力学性能及结构整体稳定三个关键问题进行研究，提出了基于准线和母线的多目标形态优化方法，通过试验和有限元数值模拟研究了装配式节点的力学性能，揭示了装配式索支撑空间网格结构的失稳机理，满足不同结构整体稳定性能要求的装配式节点力学性能要求，推导了具有初始缺陷的解析曲面索支撑空间网格结构稳定承载力计算公式。
作者简介
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目录
目录
前言
第1章 索支撑空间网格玻璃采光顶结构 1
参考文献 6
第2章 索支撑空间网格结构表面平移法 9
2.1 表面平移法基本原理 10
2.2 滑动平移法 12
2.3 缩放平移法 12
2.4 工程案例 14
参考文献 17
第3章 基于表面平移法的自由曲面索支撑空间网格结构形态优化 18
3.1 自由曲面索支撑空间网格结构形态优化方法 18
3.1.1 优化算法 18
3.1.2 目标函数 23
3.1.3 优化变量和状态变量 27
3.1.4 以应变能为目标函数的共轭梯度法的实现 27
3.1.5 基于表面平移法的形态优化 29
3.1.6 优化方法验证 33
3.2 基于表面平移法的自由曲面索支撑空间网格结构形态优化 37
3.2.1 滑动平移法自由曲面索支撑空间网格结构算例分析 37
3.2.2 缩放平移法自由曲面索支撑空间网格结构算例分析 40
3.3 B样条曲线自由曲面索支撑空间网格结构形态优化 43
3.3.1 光顺的定义 44
3.3.2 B样条曲线 45
3.3.3 B样条曲线自由曲面索支撑空间网格结构优化方法 47
3.3.4 算例分析 49
3.3.5 自由曲面索支撑空间网格结构光顺评价 51
3.4 索支撑空间网格结构优化过程及优化目标比较 53
3.4.1 自由曲面索支撑空间网格结构优化过程力学性能分析 53
3.4.2 自由曲面索支撑空间网格结构单目标形态优化 58
3.5 自由曲面索支撑空间网格结构的多目标形态优化 64
3.5.1 目标函数分类与组合 64
3.5.2 多目标形态优化理论 65
3.5.3 算例分析 68
参考文献 73
第4章 索支撑空间网格结构装配式节点 76
4.1 装配式节点介绍 76
4.2 索支撑空间网格结构装配式节点设计及构造 78
4.2.1 节点设计依据 78
4.2.2 索支撑空间网格结构装配式节点构造 81
4.3 装配式节点足尺静力试验 83
4.3.1 试验方案 83
4.3.2 节点破坏模式 89
4.4 SSB节点试验结果及数值模拟 93
4.4.1 节点数值模型简化 93
4.4.2 SSB节点试验结果及数值模拟 95
4.4.3 节点参数影响 141
4.5 SSB节点静力性能 145
4.5.1 节点平面外刚度 145
4.5.2 节点平面内刚度 157
4.5.3 垫片对节点性能的影响 168
4.5.4 SSB节点构造要求 172
参考文献 175
第5章 装配式索支撑空间网格结构静力稳定性能 176
5.1 装配式索支撑空间网格结构整体模型 176
5.1.1 装配式节点有限元模型 176
5.1.2 装配式节点弹簧刚度 177
5.1.3 装配式节点有限元模型验证 181
5.2 SSB节点索支撑空间网格结构静力性能研究 187
5.2.1 结构形式及构件尺寸 187
5.2.2 设计荷载作用下的静力分析 189
5.2.3 稳定分析 196
5.3 垫片对装配式索支撑空间网格结构静力稳定性的影响 207
5.3.1 模型参数 207
5.3.2 垫片对索支撑空间网格结构静力稳定性的影响 208
5.4 索支撑空间网格结构整体稳定性能对装配式节点力学性能要求 216
5.4.1 模型参数 216
5.4.2 节点转动刚度 216
5.4.3 节点面外极限弯矩 225
5.4.4 节点塑性极限位移 230
5.4.5 装配式索支撑空间网格结构稳定承载力估算 232
参考文献 234
第6章 解析曲面索支撑空间网格结构稳定承载力公式 235
6.1 具有初始缺陷椭圆抛物面索支撑空间网格结构静力稳定性能 235
6.1.1 具有初始缺陷椭圆抛物面索支撑空间网格结构稳定基本方程 235
6.1.2 具有初始缺陷椭圆抛物面索支撑空间网格结构稳定基本方程求解 242
6.1.3 索支撑网格等代刚度 247
6.1.4 算例验证 249
6.1.5 误差分析 250
6.2 具有初始缺陷联方柱面索支撑空间网格结构静力稳定性能 253
6.2.1 具有初始缺陷联方柱面索支撑空间网格结构稳定基本方程 253
6.2.2 具有初始缺陷联方柱面索支撑空间网格结构稳定基本方程求解 256
6.2.3 联方索支撑网格等代刚度 261
6.2.4 算例验证 264
6.2.5 误差分析 265
参考文献 269
彩图
前言
第1章 索支撑空间网格玻璃采光顶结构 1
参考文献 6
第2章 索支撑空间网格结构表面平移法 9
2.1 表面平移法基本原理 10
2.2 滑动平移法 12
2.3 缩放平移法 12
2.4 工程案例 14
参考文献 17
第3章 基于表面平移法的自由曲面索支撑空间网格结构形态优化 18
3.1 自由曲面索支撑空间网格结构形态优化方法 18
3.1.1 优化算法 18
3.1.2 目标函数 23
3.1.3 优化变量和状态变量 27
3.1.4 以应变能为目标函数的共轭梯度法的实现 27
3.1.5 基于表面平移法的形态优化 29
3.1.6 优化方法验证 33
3.2 基于表面平移法的自由曲面索支撑空间网格结构形态优化 37
3.2.1 滑动平移法自由曲面索支撑空间网格结构算例分析 37
3.2.2 缩放平移法自由曲面索支撑空间网格结构算例分析 40
3.3 B样条曲线自由曲面索支撑空间网格结构形态优化 43
3.3.1 光顺的定义 44
3.3.2 B样条曲线 45
3.3.3 B样条曲线自由曲面索支撑空间网格结构优化方法 47
3.3.4 算例分析 49
3.3.5 自由曲面索支撑空间网格结构光顺评价 51
3.4 索支撑空间网格结构优化过程及优化目标比较 53
3.4.1 自由曲面索支撑空间网格结构优化过程力学性能分析 53
3.4.2 自由曲面索支撑空间网格结构单目标形态优化 58
3.5 自由曲面索支撑空间网格结构的多目标形态优化 64
3.5.1 目标函数分类与组合 64
3.5.2 多目标形态优化理论 65
3.5.3 算例分析 68
参考文献 73
第4章 索支撑空间网格结构装配式节点 76
4.1 装配式节点介绍 76
4.2 索支撑空间网格结构装配式节点设计及构造 78
4.2.1 节点设计依据 78
4.2.2 索支撑空间网格结构装配式节点构造 81
4.3 装配式节点足尺静力试验 83
4.3.1 试验方案 83
4.3.2 节点破坏模式 89
4.4 SSB节点试验结果及数值模拟 93
4.4.1 节点数值模型简化 93
4.4.2 SSB节点试验结果及数值模拟 95
4.4.3 节点参数影响 141
4.5 SSB节点静力性能 145
4.5.1 节点平面外刚度 145
4.5.2 节点平面内刚度 157
4.5.3 垫片对节点性能的影响 168
4.5.4 SSB节点构造要求 172
参考文献 175
第5章 装配式索支撑空间网格结构静力稳定性能 176
5.1 装配式索支撑空间网格结构整体模型 176
5.1.1 装配式节点有限元模型 176
5.1.2 装配式节点弹簧刚度 177
5.1.3 装配式节点有限元模型验证 181
5.2 SSB节点索支撑空间网格结构静力性能研究 187
5.2.1 结构形式及构件尺寸 187
5.2.2 设计荷载作用下的静力分析 189
5.2.3 稳定分析 196
5.3 垫片对装配式索支撑空间网格结构静力稳定性的影响 207
5.3.1 模型参数 207
5.3.2 垫片对索支撑空间网格结构静力稳定性的影响 208
5.4 索支撑空间网格结构整体稳定性能对装配式节点力学性能要求 216
5.4.1 模型参数 216
5.4.2 节点转动刚度 216
5.4.3 节点面外极限弯矩 225
5.4.4 节点塑性极限位移 230
5.4.5 装配式索支撑空间网格结构稳定承载力估算 232
参考文献 234
第6章 解析曲面索支撑空间网格结构稳定承载力公式 235
6.1 具有初始缺陷椭圆抛物面索支撑空间网格结构静力稳定性能 235
6.1.1 具有初始缺陷椭圆抛物面索支撑空间网格结构稳定基本方程 235
6.1.2 具有初始缺陷椭圆抛物面索支撑空间网格结构稳定基本方程求解 242
6.1.3 索支撑网格等代刚度 247
6.1.4 算例验证 249
6.1.5 误差分析 250
6.2 具有初始缺陷联方柱面索支撑空间网格结构静力稳定性能 253
6.2.1 具有初始缺陷联方柱面索支撑空间网格结构稳定基本方程 253
6.2.2 具有初始缺陷联方柱面索支撑空间网格结构稳定基本方程求解 256
6.2.3 联方索支撑网格等代刚度 261
6.2.4 算例验证 264
6.2.5 误差分析 265
参考文献 269
彩图
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