索穹顶比值逆迭代法形态分析

摘要

索穹顶结构的几何形状与预应力分布密切相关，在结构几何形状不变的情况下，各拉索、撑杆之间的预应力比例关系是唯一的。基于此，提出了一种新的形态分析方法——比值逆迭代法，它可以同时得到结构初始态下索杆内力分布以及平衡初始态几何，并能在迭代过程中改变结构几何使得索杆内力分布更加均匀。首先，对Gieger型索穹顶进行了形态分析，以验证比值逆迭代法的正确性，结果表明：比值逆迭代法求解效率高，得到的索杆内力分布合理，平衡初始态几何与设计初始态几何的位形偏差小。其次，在算例验证的基础上，通过在比值逆迭代法迭代过程中，根据节点位移调节撑杆下部节点的坐标，改变原算例模型的结构几何，使改进模型的内力分布更加均匀。结果表明：与原模型相比，改进模型的索杆内力分布更加均匀，且得到的平衡初始态几何满足精度要求。该算法适用于索穹顶结构的形态分析，并对结构的索杆内力分布进行了优化，为索穹顶结构的分析与设计提供了新的思路。

关键词

索穹顶 / 比值逆迭代法 / 形态分析 / 初始态