研究索桿張力體系空間結(jié)構(gòu)的成形過(guò)程和破壞機(jī)理，解決包含剛體運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)可動(dòng)性形態(tài)分析的統(tǒng)一算法。探險(xiǎn)明結(jié)構(gòu)在各個(gè)階段的形狀和受力特性及斷索、構(gòu)件屈曲情形下破壞模態(tài)。并運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)真實(shí)模擬結(jié)構(gòu)的成形過(guò)程、受力和破壞狀態(tài)。從而尋求合理的結(jié)構(gòu)形式、預(yù)應(yīng)力控制策略及結(jié)構(gòu)極限承載力。為索桿張力結(jié)構(gòu)的理論和工程應(yīng)用解決技術(shù)難題。 2100433B

環(huán)形張力罩蓬結(jié)構(gòu)是一種國(guó)外有所應(yīng)用，國(guó)內(nèi)還是空白的新型空間結(jié)構(gòu)體系。本項(xiàng)目從張力結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論的研究出發(fā)，以環(huán)形張力罩蓬結(jié)構(gòu)的形體、成形技術(shù)和靜動(dòng)力性能的系統(tǒng)研究為基礎(chǔ)，重點(diǎn)對(duì)該結(jié)構(gòu)改良技術(shù)、施工成形分析和預(yù)應(yīng)力優(yōu)化三方面進(jìn)行深入的研究。本項(xiàng)目的研究可以為環(huán)形張力罩蓬結(jié)構(gòu)在我國(guó)的工程應(yīng)用提供有力的理論保證。 2100433B

預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)構(gòu)型新穎、高效，借助體內(nèi)自平衡預(yù)應(yīng)力形成或改善結(jié)構(gòu)剛度，具有很強(qiáng)的生命力和良好的工程應(yīng)用前景。針對(duì)新型預(yù)應(yīng)力索桿體系設(shè)計(jì)中的剛度不確定性問(wèn)題及結(jié)構(gòu)構(gòu)型與結(jié)構(gòu)性能相互耦合的問(wèn)題，本項(xiàng)目引入了群集理論方法，開(kāi)展了預(yù)應(yīng)力索桿體系剛度解析及形態(tài)優(yōu)化研究。主要包括：（1）研究了索桿體系靜動(dòng)不定性及其演變機(jī)理，定性分析了節(jié)點(diǎn)偏差、構(gòu)件拓?fù)洹⑼夂奢d等多種因素影響下機(jī)構(gòu)位移模態(tài)和自應(yīng)力模態(tài)的對(duì)稱表示及其變化機(jī)制，并完善了索桿結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定性的判定方法；（2）分別從對(duì)稱子空間、節(jié)點(diǎn)與構(gòu)件層次對(duì)索桿體系的彈性剛度、幾何剛度、結(jié)構(gòu)整體剛度進(jìn)行解析，給出了評(píng)判對(duì)稱索桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的充分和必要條件；（3）歸納了百余種對(duì)稱群及五類對(duì)稱操作，開(kāi)發(fā)了群論工具箱，根據(jù)對(duì)稱操作的等效變換以及相應(yīng)矩陣的不可約表示，提出了基于群論的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性自動(dòng)識(shí)別方法，有效拓展群論方法在工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍；（4）利用全對(duì)稱子空間的物理意義，提出了高效求解結(jié)構(gòu)整體自應(yīng)力模態(tài)的方法；在此定性分析基礎(chǔ)上，分別以預(yù)應(yīng)力和拓?fù)潢P(guān)系為自變量，并充分考慮了結(jié)構(gòu)對(duì)稱性、結(jié)構(gòu)剛度及初始預(yù)應(yīng)力分布特點(diǎn)，采用兩種獨(dú)立的約束優(yōu)化模型，提出了基于蟻群算法的預(yù)應(yīng)力索桿體系形態(tài)優(yōu)化方法。本項(xiàng)目培養(yǎng)研究生4名，已發(fā)表SCI論文14篇（其中JCR Q1論文7篇、ASCE論文3篇）；圍繞索桿結(jié)構(gòu)找形、結(jié)構(gòu)對(duì)稱性識(shí)別等方面解決了數(shù)個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，申請(qǐng)了發(fā)明專利10項(xiàng)，已授權(quán)6項(xiàng)。項(xiàng)目研究成果一方面豐富和發(fā)展了索桿體系研究的理論與方法；另一方面為開(kāi)發(fā)大型預(yù)應(yīng)力索桿體系提供新的技術(shù)手段與參考。 2100433B