张力结构的非线性有限元分析

张力结构中的索结构分析通常采用非线性二节点直线或二次曲线单元，但是在大跨度索结构，尤其是索穹顶结构的分析中，常用的单元已不能满足精度的要求。本文提出了考虑自重作用下有初始垂度的五结点非线性空间曲线元模型，放弃了一些特殊的假定，考虑了应变表达式中高阶量的影响，推导出了适合于弹性大位移几何非线性分析的Ｌａｇｒａｎｇｅ方程及其切线刚度矩阵，编制了相应的计算程序。若干数值例题验证了本文理论的正确性，数值解具有极高的精度。本文提出的模型可适合于任意索结构的分析。