基于逆吊实验原理的空间结构形态数值创建方法

逆吊实验法是一种基于力学平衡原理的零弯矩结构形态创建方法，在结构形态学早期发挥了重要作用。为克服逆吊实验存在的模型相似律和测试精度等问题，提出一种将逆吊实验思想与数值模拟方法相结合的“数值逆吊法”，利用非线性有限元技术来实现逆吊结构形态的数值创建。该方法采用柔性索膜单元模拟逆吊结构，通过引入可变弹性模量技术并结合二分法实现对逆吊结构形状的精确控制。利用该方法对一逆吊实验模型进行数值模拟，并与试验结果进行比较，证明数值方法的精确性。在此基础上，通过调整各种约束条件研究了实现逆吊结构形态多样化的途径。利用所提方法对实际工程进行形态创建分析，证明了该方法在实际工程应用方面可行。