索结构找形分析的精确单元方法

摘要：

索找形问题是索结构分析中所要解决的首要问题,在给定边界条件下,所施加的预张力和外部荷载通过调节索的形状来平衡.本文研究索结构初始形状确定的精确有限单元法,对于常见的荷载形式,构造了线性和非线性两大类共 5种单元,适用于一般的索结构找形计算,并且可以给出精确的解答.本文通过将水平方向和竖直方向的平衡方程解藕,得出了索单元的精确描述格式,并保证了索结构形状的唯一性.文中以索结构内部结点坐标作为基本未知量,以结点平衡方程为基本方程,通过直接求解单元的平衡微分方程得到单元刚度矩阵的解析表达式.对于由线性单元组成的索结构,其基本方程为线性,可直接求解;对于含有非线性单元的索结构,其基本方程为非线性,需通过迭代求解,文中构造了相应的 Newton法迭代格式.本文方法所需单元数目少,计算量小,所得到的解答为数值精确解.数值算例表明本法稳定可靠.

关键词：索结构、找形、非线性分析、精确单元

所属期刊栏目：26

分类号：TU3(建筑结构)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划59525813;国家自然科学基金50278046

在线出版日期：2005-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：46-51