索网结构振动模态特性与参数影响分析

"这篇论文是2005年发表在《西南交通大学学报》上的，由郑家树和余志祥两位作者共同撰写，属于工程技术领域，探讨了索网结构振动模态特性的分析方法。文章通过子空间迭代法对两个实际工程案例的索网结构进行计算分析，研究了索网结构的频率分布特性，以及钢索应力刚度、结构质量和矢跨比等参数对其自振特性的影响，并考虑了几何非线性因素。" 正文: 该研究主要关注的是索网结构的振动模态特性，这是大型工程结构如体育场、展馆等建筑中非常重要的一个方面，因为这些结构的稳定性与安全性在很大程度上依赖于它们在受力或风荷载下的振动行为。文章采用了子空间迭代法，这是一种数值计算方法，常用于大型复杂结构的模态分析，可以有效地找出结构的自然频率和振型。 作者通过分析两个具体的工程实例，揭示了索网结构的自振特性，发现这类结构的振型分布密集，这意味着在特定频率范围内可能会有多个相近的振动模式，这在设计和分析时需要特别注意，以防止共振现象的发生。同时，他们还研究了几个关键的结构参数对自振特性的影响： 1. 钢索应力刚度：钢索的应力刚度直接影响其在受力时的变形特性，较高的应力刚度意味着钢索更不易变形，可能会影响整个索网结构的振动特性。 2. 结构质量：结构的总质量，特别是索网上方的屋面分布质量，会显著改变结构的自然频率，从而影响振动响应。 3. 矢跨比：矢跨比是索网结构的高度与其跨度的比例，它决定了结构的几何形状，对结构的刚度和稳定性有直接影响。 此外，论文还考虑了几何非线性因素，即大变形对结构应力刚度的影响。在实际工程中，结构可能会因为载荷而产生显著的变形，这需要在模态分析中考虑，以更准确地预测结构的动态响应。位形修正则是在模态分析过程中，通过不断更新结构几何形状来提高分析精度的方法。 通过这些分析，作者得出结论，初始张力和屋面分布质量是影响索网结构自振特性最主要的因素。这对工程设计人员来说具有指导意义，他们在设计阶段就需要合理控制这些参数，以确保结构的稳定性和耐久性。 这篇论文为理解和优化索网结构的振动性能提供了理论基础和实用方法，对于提升此类结构的设计水平具有重要意义。同时，其研究方法和结论对于其他类似的大跨径柔性结构也有参考价值。