可展开聚类张拉整体缆索穹顶的设计与分析

本研究提出基于聚类张拉整体结构（CTS）的可展开缆索穹顶的设计与分析。本文首先给出 CTS 的静力学与动力学方程。以传统 Levy 缆索穹顶为例，我们展示了将其改造为可展开 CTS 穹顶的方法。待聚类的弦由预应力模态与全局稳定性要求确定。通过改变展开比（缆索穹顶内环与外环半径之比）提出展开轨迹。随后，研究聚类张拉整体穹顶的准静态与动态展开。结果表明，所提出的 CTS 缆索穹顶始终具有一个预应力模态，并在其展开轨迹中全局稳定。在展开过程分析中，动力学显示随着驱动速度增加，系统的动态响应不同于准静态仿真，即对于快速展开过程，准静态仿真不够准确，必须考虑展开的动态效应。所开发的方法亦可用于各类 CTS 的设计与分析。