国家自然科学基金项目青年科学基金项目

项目负责人：刘凯

项目批准号：51108227

 

一、项目简介

大跨度索杆膜空间结构在我国和世界范围内被广泛的应用，但传统的设计分析方法并没有考虑带有施工缺陷的施工成型过程，这就导致了建成后的结构形态与设计不符、结构施工完毕后的承载力很难满足设计要求的后果，整体结构存在安全隐患。因此，针对目前薄膜结构施工与设计相脱节的问题，以大跨度索杆（梁）膜结构为研究对象，采用动态非线性有限元分析方法，研究整体结构施工跟踪与控制技术，分析实际施工过程中存在的施工缺陷问题，确定整体结构的施工力学分析方法，项目预期将揭示带有施工缺陷因素的施工成型跟踪与控制关键技术，实现结构的虚拟建设，建立设计与施工一体化分析理论。项目的研究成果对于加强薄膜结构的检测与安全监控、减少结构灾害具有重要的工程意义，可为薄膜结构的施工与设计提供科学依据。

 

二、项目相关成果的介绍（含前期）

发表文章：

1.刘凯, 高维成, 刘宗仁. 索杆膜空间结构协同形态分析[J]. 工程力学. 2007, 24 (12): 38~42.

2.刘凯, 高维成. 给定索矢跨比的张拉式膜结构协同形态分析[J]. 工程力学. 2009, 26 (1): 181~186.刘凯, 高维成. 张拉式膜结构考虑索滑移的整体施工成形分析[J]. 工程力学. 

2009, 26 (增刊I): 158~162.

3.Kai Liu, Xinyi Wang. Research on Sliding Cable with a Nonlinear Analysis Method for a 

Cable-membrane Structure. (EI Compendex admitted)

4.刘凯, 聂素萍, 刘宗仁. 膜结构裁剪分析中测地线生成的改进的非线性有限元法[J]. 四川建筑科学研究. 2008, 34 (6): 19~21.

5.刘凯, 高维成, 刘宗仁. 薄膜结构体系设计与施工中的一些问题[J]. 低温建筑技术. 

2006, (5): 54~56.

6.刘凯, 王喆, 高维成, 刘宗仁.索膜结构中考虑摩擦的索滑移分析[J]. 低温建筑技术. 

2007, (1): 38~40.

7.刘凯, 张纯, 夏菌. 新型三角形弹簧质点模型及弹簧参数确定. 计算机辅助设计与图形学学报.（已录用）

申请专利

1、刘凯, 王春娇. 膜材预张力无损检测系统, 专利申请号：201110119049.5