空间结构提高班课件.pptx

空间结构提高班1公开课空间结构提高班

2内容一、空间异型结构的发展二、有限元法简介三、结构动力学原理四、空间异型结构设计的一般过程五、预应力钢结构介绍六、节点构造设计七、工程设计实例空间结构提高班

3一、空间异型结构的发展主要由于现代技术的支撑和新型材料涌现。随着经济发展和功能要求的提高，社会需求的变化，从传统结构发展到大空间结构，乃至预应力钢结构。自从有限元法诞生以来，力学的解的方法有了革命性的突破，加之电子计算机的产生和发展，解决了计算速度问题。力学理论在复杂大跨工程中的实践应用才有可能。空间结构提高班

6一、空间异型结构的发展主要由于现代技术的支撑和新型材料涌现。随着经济发展和功能要求的提高，社会需求的变化，从传统结构发展到大空间结构，乃至预应力钢结构。自从有限元法诞生以来，力学的解的方法有了革命性的突破，加之电子计算机的产生和发展，解决了计算速度问题。力学理论在复杂大跨工程中的实践应用才有可能。空间结构提高班

13一、空间异型结构的发展主要由于现代技术的支撑和新型材料涌现。随着经济发展和功能要求的提高，社会需求的变化，从传统结构发展到大空间结构，乃至预应力钢结构。自从有限元法诞生以来，力学的解的方法有了革命性的突破，加之电子计算机的产生和发展，解决了计算速度问题。力学理论在复杂大跨工程中的实践应用才有可能。空间结构提高班

4二、有限单元法简介近代力学的基本理论和基本方程在上世纪末就已基本完备了，后来的力学家大多致力于寻求各种具体问题的解。由于许多问题相当复杂，很难获得解析解，用数值方法求解也遇到计算工作量过于庞大难题，通常只能通过各种假设把问题简化到可以处理的程度，以得到某种近似解答。1960年克拉夫首先提出了有限元法，把连续体力学问题作离散化的力学模型，开拓了宽广途径。空间结构提高班

20有限元法的物理实质是：把一个连续体近似地用有限个在节点处相连的单元组成的单元组合来分析问题。有限元是在结构分析的矩阵位移法基础上发展起来的，有限元与计算机相结合，可以编制通用软件，在国外各种大型的有限元分析程序系统源源不断地产生出来。大型通用程序一般包括结构静力分析、动力分析、稳定性及非线性分析等。有了离散化的计算机模型，就可以用矩阵位移法求解。结构划分单元时，均匀网购是不合理的，应该在应力打的部位加密网格而在应力小的部位网格可以稀疏一些。空间结构提高班

21有限元法概念浅显，容易掌握。采用矩阵形式表达，便于编制计算机程序，可以利用高速电子计算机提供的方便，使庞大繁杂的计算工作能在计算机上实现。在有限元法提出之前，固体力学中的大多数解析方法限于各向同性材料以及均质材料，有了有限元法之后，这些限制不再存在。空间结构提高班

22三、结构动力学原理大跨度空间结构体系，主要分析动力荷载的响应。风工程和地震作用。应该基本了解单自由度体振动，这是多自由度体系动力分析的基础，从而学习分析更复杂的结构。几个基本概念：1、地震作用：非直接作用于结构，而是地震时地基运动使结构产生“惯性力”。2、惯性力：质量与加速度的乘积，方向与加速度方向相反。因此计算结构地震作用响应时需确定结构质量和因地震而引起的结构加速度值。空间结构提高班

233、阻尼比：只能实测得到，阻尼比设置的大小对于结构的影响非常关键。临界阻尼：在临界阻尼下结构不出现往复运动。只有当结构阻尼小于临界阻尼时才振动。4、振型：结构按某阶自振频率振动时，结构各自由度变化的比例关系。5、模态分析：求解结构体系的自振频率和振型。频率和周期描述振动的快慢，而振型描述振动的空间关系。因高阶振型起作用小，而低阶振型作用大。所以在分析中忽略高阶振兴，仅取前有限项振型，就可得到精确结果。6、振型组合：根据振型分布疏密，选用组合方法。空间结构提高班

24振型分解反应谱法：多自由度体系分析，与单自由度体系相比，新的内容出现了振型这一概念。各自由度变化的比例关系是结果的重要关系特征，而一阶振型又是所有振型中最易出现的。根据振型分解原理，将n多质点体系复杂结构振动分解n个独立的等效单自由度体系的振动。利用反应谱首先求出前有限个振型的最大地震反应，然后按照一定的组合方法，求出地震的总反应。这一分析方法比较简便，也可保证大多结构的抗震强度和变形。但其方法属于估算和近似法，只限于弹性范围内分析，因此具有局限性。至于要了解地震过程中结构的内力和位移随时间的反应，要应用另