鸟巢的结构和静力分析是怎样的？

鸟巢结构是近年来提出的一种新颖美观的结构形式，主要应用于大跨度空间结构。目前，对这种新型结构的研究很少，只有对鸟巢网格和索穹顶结构的探索性研究，对其他结构形式的性能研究还是空白。因此，深入研究鸟巢结构，完善其理论显得尤为迫切。本文对鸟巢索网结构的力学特性进行了分析和研究。目前研究的鸟巢结构有两种，网格结构和索穹顶结构。本文是对鸟巢索网结构的首次研究。通过对上述三种结构在受力形式、用钢量、有效空间比、建筑美感、施工方法五个指标上的对比分析和优化，结果表明索网结构是鸟巢结构的较好形式。圆形鸟巢索网由统一长度和规格的悬索组成。本文用每根索的两个支撑点之间的外环支撑点个数和外环多边形对应的边数来描述鸟巢索网的不同外形。通过对索网形式的比较分析，确定了6种满足实际工程要求的鸟巢索网形式。在鸟巢索网结构的静力特性分析中，本文主要采用简化计算方法。在此过程中，利用连续膜理论将结构简化为膜进行应力分析，建立平衡微分方程求解结构的内力和挠度。同时利用有限元软件ANSYS对结构进行了计算，计算结果与分析结果吻合较好。在鸟巢索网结构的自由振动特性分析中，主要采用两种方法求解结构的自振频率和振型，即基于能量法的计算方法和基于有限元分析的数值方法。通过计算得到了鸟巢索网结构的自振频率分布特征、振型特征以及各种因素对其动力性能的影响。同时对比分析了BN245至BN2410不同的自振特性，为结构选型提供了依据。最后，论文总结了以上研究内容、结论和成果，并指出了今后的研究工作。本文对鸟巢索网结构的研究将有助于提高人们对这种新型结构力学特性的认识，有助于改进和使用这种结构，具有重要的学术意义和实用价值。