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张弦立体桁架结构作为张弦梁结构的一种衍化形式,其各种构件受力明确简洁,拉压构件取长补短,协同工作,充分发挥了材料的受力特长,是大跨度空间结构中一种典型的刚柔杂交结合体系。基于张弦立体桁架结构合理的受力性能,以及大跨结构在我国广阔的发展前景,这种结构必将得到推广应用。 张弦立体桁架结构作为我国空间结构领域的前沿课题之一,目前对其还缺乏全面系统的研究工作。本文在原有对张弦梁以及张弦立体桁架研究的基础上,利用大型通用ANSYS软件,对该结构主要作了以下几个方面的研究工作: (1)利用ANSYS软件中的APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言,对张弦立体桁架结构的建模计算进行了参数化编程,为深入研究该结构的力学性能和结构的优化设计奠定了基础。 (2)对一张弦立体桁架结构的静力性能做了系统分析,研究了结构的内力和位移在矢跨比、垂跨比、预应力和撑杆数不同参数下的变化情况,全面详细的探讨了结构的主要参数对结构静力性能的影响。 (3)为适应实际工程复杂条件的要求,常要将标准的张弦立体桁架结构的形式作适当变化。本文讨论了结构的转角和撑杆的布置方式对张弦立体桁架结构力学性能的影响情况。 (4)为满足实际工程中不同跨度的设计需求,本文针对张弦立体桁架结构的主要参数在不同跨度时对结构的受力性能影响情况进行了计算分析,讨论了结构参数和跨度二者之间的变化规律,为工程设计提供了参数选择的依据。 (5)对张弦立体桁架结构进行了模态和动力参数分析,明确了结构的频率和振型的变化特点,讨论了主要的动力参数对结构基本动力性能的影响情况,为深入探讨这种结构的动力性能作下铺垫。