双向张弦梁找形的有限元方法：实例验证与计算准确性

本文主要探讨了"双向张弦梁找形的有限元法"，针对2008年国家体育馆这一跨度极大的双向张弦梁结构的设计需求。该研究首先基于双向张弦梁上弦的压力和下弦的拉力在节点处产生的竖向分力与撑杆高度的关系，推导出了单元刚度矩阵，这是一种关键的数学工具，用于描述结构的力学行为。 作者们通过建立外荷载与上弦和下弦在节点产生的竖向分力相等的线性方程，构建了一个以撑杆高度作为未知数的找形线性有限元模型。这个模型允许对结构的形状进行精确的计算和优化，以实现最佳的受力状态。他们还开发了一套有限元程序来实施这种找形方法，这在实际工程中具有很高的实用价值。 文中还提出了确定下弦拉索初应变的方法和张拉控制策略，这些是设计过程中不可或缺的部分，能够保证结构在施工过程中的稳定性和安全性。通过两个算例，包括平屋顶和曲面屋顶的双向张弦梁，作者验证了他们的找形方法的有效性和撑杆高度与屋面形状的无关性。这表明，无论屋面的复杂形状如何，只要合理设置撑杆高度，双向张弦梁的性能都能得到保证。 本文的关键词集中在双向张弦梁、找形技术、有限元法、初应变控制和张拉策略，这些都是研究的核心内容，体现了作者对于该领域深入理解和技术应用的熟练掌握。此外，文章的分类号和文献标识码也揭示了其在计算力学和结构工程领域的学术定位。 这篇文章为双向张弦梁结构的设计提供了科学而精准的理论基础和计算工具，对于大型跨度结构的建设具有重要的参考价值。