新型带转角自由度的四结点膜单元

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2006, Vol. 34 ›› Issue (2): 112-117.

新型带转角自由度的四结点膜单元

舒宣武康澜刘强

华南理工大学建筑设计研究院，广东广州 510640

收稿日期:2005-07-05 出版日期:2006-02-25 发布日期:2006-02-25
通信作者: 舒宣武(1956-)，男，副总工程师，研究员，主要从事结构设计、计算机辅助结构设计以及计算机在结构领域中的应用研究 E-mail:dexwshu@scut.edu.cn
作者简介:舒宣武(1956-)，男，副总工程师，研究员，主要从事结构设计、计算机辅助结构设计以及计算机在结构领域中的应用研究
基金资助:
广东省工业攻关计划(2004A11403002)

Novel Four．Node M embrane Elem ent with Rotational Degrees of Freedom

Shu Xuan-Wu Kang Lan Liu Qiang

Architectural Design and Research Institute,South China Univ.of Tech.,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2005-07-05 Online:2006-02-25 Published:2006-02-25
Contact: 舒宣武(1956-)，男，副总工程师，研究员，主要从事结构设计、计算机辅助结构设计以及计算机在结构领域中的应用研究 E-mail:dexwshu@scut.edu.cn
About author:舒宣武(1956-)，男，副总工程师，研究员，主要从事结构设计、计算机辅助结构设计以及计算机在结构领域中的应用研究
Supported by:
广东省工业攻关计划(2004A11403002)

摘要/Abstract

摘要： 给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度，可以增加位移场阶次，提高计算精度和单元性能．文中为膜结构和高层结构中的剪力墙提供了两种性能良好的四节点膜单元．理论分析和数值模拟表明，这两种单元所采用的线位移和转角位移相互独立的位移场，能有效解决一维单元和二维单元的过渡连接问题，易于编程实现．数值计算结果表明，该单元位移场更符合实际位移场，并节省了计算时间．

关键词: 转角自由度, 四结点膜单元, 位移场, 有限元

Abstract:

For a traditional membrane element,the introduction of a vertical rotational freedom of degree may expo-nentially increase the displacement and greatly improve the calculation precision and the element performance.In this paper,two excellent four-node membrane elements are proposed for the membrane structure and the shear wall of high-rise structure.The results of theoretical analysis and numerical simulation indicate that the two membrane elements both possess a displacement field in which linear displacement and rotational displacement al e mutually in-dependent,which results in an easy transition between one-dimension element and two-dimension element and makes the program realization rather simple.Numerical results show that the proposed displacement field not only accords with the practical situation better than others.but also reduces the calculation time.

Key words: rotational degree of freedom, four-node membrane element, displacement field, finite element

舒宣武康澜刘强. 新型带转角自由度的四结点膜单元[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006, 34(2): 112-117.

Shu Xuan-Wu Kang Lan Liu Qiang. Novel Four．Node M embrane Elem ent with Rotational Degrees of Freedom[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2006, 34(2): 112-117.

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