[01330953]大跨度索网索膜结构研究

一、项目简介

大跨度索网索膜结构近十年来在国内得到了广泛应用。索网索膜结构是一种柔性结构体系。该项目的研究系统解决了柔性结构的形状确定问题和零状态放样几何寻找问题这两个难点的数值理论及方法，为索膜结构在我国的广泛应用提供了有效的手段和实用的计算分析工具。

二、主要研究成果

1．提出了拉索结构预应力分布的确定原则；

2．提出了索网结构成形的变刚度有限单元理论及其分析方法；

3．提出了索梁结构零状态和初始状态寻找的逆迭代方法；

4．提出了索穹顶形状确定的两类问题及其解法；

5．提出了索膜结构找形的三种不同问题，以及相应的动力松弛分析方法和最小二乘法；

6．提出了膜结构裁剪展开的杆单元和板单元有限单元方法；

7．推导了索和膜结构非线性计算的索和膜有限单元方程。

同国内外同类研究相比，该项目系统地总结和发展了各类柔性结构形状确定问题的数值分析理论和方法，并对索－梁结构和膜结构的零状态寻找给出了有效的数值分析理论和方法。项目研究成果为索网索膜结构的实际应用提供了理论依据，并为这类结构进一步的工作状态分析提供了理论基础。该项目研究成果推动并提高了国内柔性结构理论研究的水平，缩小了我国同国际先进水平的差距。

所有研究成果都以已建实际工程为考题进行了数值考核、证明研究成果可以并且部分已经用于工程实践，关于索结构和索膜结构的研究成果也已分别成功移植到钢结构软件和膜结构软件中，并得到工程单位的实际应用。

项目研究成果有望提高我国企业单位在大型柔性结构工程项目上同境外公司的竞争力。为国内柔性结构的进一步普及提供可靠的理论基础。

三、应用领域

·部分研究成果已用于上海浦东国际机场候机楼的非线性计算分析中(上海市建委项目)；

·预应力索梁、索杆体系的研究成果已置入同济大学钢结构设计计算软件3DMS；

·膜结构设计计算理论已成功应用于同济大学开发的膜结构软件3D3S中，并在实际工程中得到了应用，证明效果很好；

·借助软件可使广大工程设计单位能直接应用最新成果进行大跨度索网索膜结构的设计；

·已经应用并且最具前景的领域包括大跨度屋面结构、点式玻璃幕墙支承体系、膜结构等。

该项目于2000年6月通过上海市教委组织鉴定。