索结构找形分析的精确单元方法

刊名：建筑结构学报     年卷期页：2005,26(2):46-51<图5表5参8>     主题词：结构分析
作者：袁驷,程大业,叶康生
作者单位：清华大学

      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载荷通过调节索的形状来平衡。研究索结构初始形状确定的精确有限单元法，对于常见的载荷形式，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。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。该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。发布时间：2006010209