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大跨度空间结构的稳定性分析与控制策略
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作者 曾令佳 全航辉 《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》 2024年第5期0109-0112,共4页
由于大跨空间结构自由度大、结构特征复杂,其稳定问题已成为工程研究的重点和难点。为解决大跨度空间结构稳定性等相关问题,本文以大跨度空间结构的稳定性分析及控制为切入点,在相关理论研究的基础上,结合某体育馆工程实例,对静态稳定... 由于大跨空间结构自由度大、结构特征复杂,其稳定问题已成为工程研究的重点和难点。为解决大跨度空间结构稳定性等相关问题,本文以大跨度空间结构的稳定性分析及控制为切入点,在相关理论研究的基础上,结合某体育馆工程实例,对静态稳定分析、动态稳定分析、非线性稳定分析等稳定性分析方法进行探索,为大跨度空间结构优化设计、材料选择与加固、结构控制与监控、结构维修与管理等提供理论依据。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 稳定性分析 控制策略 工程实践
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提前卸载临时支撑对大跨度空间结构施工过程的影响分析 被引量:13
2
作者 田黎敏 郝际平 +3 位作者 方敏勇 王先铁 郑江 钟炜辉 《建筑钢结构进展》 北大核心 2013年第2期52-56,共5页
设置临时支撑几乎是所有大跨度空间钢结构施工过程中必然要遇到的问题。由于临时支撑的存在,改善了结构的受力性能,使结构更加安全,但是辅助用钢量也会增加较多。在符合受力的前提下,如何实现建造过程中安全和经济的平衡是施工研究的关... 设置临时支撑几乎是所有大跨度空间钢结构施工过程中必然要遇到的问题。由于临时支撑的存在,改善了结构的受力性能,使结构更加安全,但是辅助用钢量也会增加较多。在符合受力的前提下,如何实现建造过程中安全和经济的平衡是施工研究的关键。以世界大学生运动会主体育场实际工程为例,对结构进行临时支撑提前卸载分析,并将计算结果同未提前卸载的分析结果进行比较,给出了结构内力和变形的变化趋势,提出了有针对性的改进意见。分析计算结果表明:直接循环卸载方案不安全因素较大,而考虑关键位置修正的循环卸载方案可以运用于大跨度空间结构的施工中,为大跨度空间结构合理施工提供参考。 展开更多
关键词 提前卸载 临时支撑 大跨度空间结构 有限元分析
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大跨度空间结构多维多点非平稳随机地震反应分析 被引量:64
3
作者 丁阳 林伟 李忠献 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期97-103,共7页
对大跨度空间结构进行三向正交地震动多点激励下的非平稳随机地震反应分析。建立了多维多点随机非平稳地震动激励下的地震反应分析方法,并针对大跨度空间结构引入了波前法进行简化计算。数值仿真分析了天津奥林匹克中心体育场屋盖结构... 对大跨度空间结构进行三向正交地震动多点激励下的非平稳随机地震反应分析。建立了多维多点随机非平稳地震动激励下的地震反应分析方法,并针对大跨度空间结构引入了波前法进行简化计算。数值仿真分析了天津奥林匹克中心体育场屋盖结构分别在一维随机地震动或三维随机地震动的一致激励、行波激励以及考虑部分相干效应和地震非平稳性的多点激励下的地震反应,结果表明:考虑地震动空间效应会使结构控制杆件内力增大约30%;考虑部分相干效应会使结构杆件内力变化约10%;考虑多维地震输入会使结构控制内力增大约15%;考虑地震动的非平稳性会使结构杆件内力减小约35%。由此可以得出结论,对于大跨度空间结构的地震反应分析,必须考虑地震动的多维输入和多点激励;然而不考虑地震动的非平稳性,其抗震设计偏于安全。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 随机地震分析 多维输入 多点激励 非平稳地震动 波前法
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基于整体刚度参数的空间结构模态推覆分析 被引量:9
4
作者 相阳 罗永峰 +1 位作者 郭小农 沈祖炎 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1771-1776,共6页
由于空间结构具有三维受力特性,用静力推覆方法计算其地震反应存在如下问题,结构代表性节点荷载-位移关系难以选择、结构荷载-节点位移-支座反力之间的对应关系不够直观、结构能力曲线难以确定.利用振型形态确定荷载模式,对空间结构进... 由于空间结构具有三维受力特性,用静力推覆方法计算其地震反应存在如下问题,结构代表性节点荷载-位移关系难以选择、结构荷载-节点位移-支座反力之间的对应关系不够直观、结构能力曲线难以确定.利用振型形态确定荷载模式,对空间结构进行静力弹塑性分析;引入结构整体刚度参数,得出不依赖于支座反力变量的各主要模态的等效单自由度(ESDOF)体系力-位移关系;结合模态周期值,确定ESDOF体系等效质量,并将该体系应用于模态推覆分析.数值算例分析结果表明,基于整体刚度参数的模态推覆分析方法可避免空间结构能力曲线难确定的问题,计算耗时仅为时程分析方法的10%,沿地震输入方向计算得到的结构节点位移结果相对时程分析结果的平均误差为28%. 展开更多
关键词 空间结构 整体刚度参数 模态推覆分析
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考虑空间相干的虚拟激励法在大跨度空间结构随机振动分析中的应用 被引量:10
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作者 孙建梅 叶继红 程文瀼 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期11-21,共11页
采用虚拟激励法分析大跨度空间结构的随机地震响应,通过对网架、网壳、索网和索穹顶4种结构形式在一致和多点输入下结构节点的位移响应方差及加速度功率谱的分析,给出了考虑空间相干性的多点输入法与一致输入法之间结构响应的差异以及... 采用虚拟激励法分析大跨度空间结构的随机地震响应,通过对网架、网壳、索网和索穹顶4种结构形式在一致和多点输入下结构节点的位移响应方差及加速度功率谱的分析,给出了考虑空间相干性的多点输入法与一致输入法之间结构响应的差异以及变化规律,并探讨了拟静力项对不同结构形式的影响,为大跨空间结构设计提供理论依据。同时,计算还表明虚拟激励法是一种高效且精确的方法,对于分析大跨度网格和索结构这样复杂结构在多点输入下的地震响应是很合适的。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 虚拟激励法 一致输入 多点输入 随机振动分析
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大跨度刚性空间结构地震反应的静力弹塑性分析方法 被引量:8
6
作者 罗永峰 杨木旺 《建筑科学与工程学报》 CAS 2008年第3期73-80,114,共9页
为了研究大跨度刚性空间结构在地震作用下的静力弹塑性,基于Push-over方法提出了一种适用于大跨度刚性空间结构地震反应分析的静力弹塑性分析方法,即Push-down方法;建立了相应的结构弹塑性能力谱和地震非弹性需求谱,并提出了2种竖向加... 为了研究大跨度刚性空间结构在地震作用下的静力弹塑性,基于Push-over方法提出了一种适用于大跨度刚性空间结构地震反应分析的静力弹塑性分析方法,即Push-down方法;建立了相应的结构弹塑性能力谱和地震非弹性需求谱,并提出了2种竖向加载模式,即1阶模态加载模式和多阶模态共同作用的加载模式;通过2个数值算例,验证了Push-down法的有效性和精确度,同时给出了该方法的适用范围。 展开更多
关键词 大跨度刚性空间结构 Push—down法 静力弹塑性分析方法 竖向加载模式
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大跨度空间结构抗震分析反应谱理论求解的快速算法 被引量:4
7
作者 钱基宏 刘枫 《空间结构》 CSCD 2004年第1期3-6,共4页
振型分解反应谱法已成为各国抗震规范中最为成熟的结构地震反应分析方法.当采用反应谱法进行大跨度空间结构抗震分析时,按照规范的规定,在进行反应谱计算时应首先形成相对于各阶振型的等效节点荷载右端项,然后求解相对于各阶振型的地震... 振型分解反应谱法已成为各国抗震规范中最为成熟的结构地震反应分析方法.当采用反应谱法进行大跨度空间结构抗震分析时,按照规范的规定,在进行反应谱计算时应首先形成相对于各阶振型的等效节点荷载右端项,然后求解相对于各阶振型的地震反应位移解.应用本文的快速算法,可以直接写出相对于各阶振型的地震反应位移解,节省计算求解时间,同时也避免了求解过程中产生的计算精度误差.本文从理论上证明了快速算法与规范方法的等价性,并用例题加以证实. 展开更多
关键词 大跨度结构 空间结构 反应谱法 抗震 地震反应分析 等效节点 荷载
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基于SAP2000的超长大跨度空间结构多维多点地震作用分析 被引量:1
8
作者 罗福平 周定松 +2 位作者 吴勇 陈志强 石军 《四川建材》 2013年第1期41-42,共2页
主要介绍了利用SAP2000进行超长大跨度空间结构多维多点地震分析的基本方法。主要包括:多维多点地震分析的基本理论,SAP2000结构模型的建立,分析参数的设置,以及分析结果的处理和利用分析结果进行结构设计。
关键词 SAP2000 多维多点地震分析 超长大跨度空间结构
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大跨空间结构温度效应分析与合拢温度研究 被引量:39
9
作者 田黎敏 郝际平 +1 位作者 王媛 郑江 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1-7,共7页
温度对建筑结构的影响主要体现在应力和变形两方面。对于大跨度空间钢结构,由于结构形式复杂,合拢过程周期较长,结构共同受力、协调变形的过程要比其他结构复杂得多,所以在设计和施工中应予以重视。结合世界大学生运动会主体育场结构工... 温度对建筑结构的影响主要体现在应力和变形两方面。对于大跨度空间钢结构,由于结构形式复杂,合拢过程周期较长,结构共同受力、协调变形的过程要比其他结构复杂得多,所以在设计和施工中应予以重视。结合世界大学生运动会主体育场结构工程,对温度作用进行理论计算和模拟分析,明确提出计算大跨度空间结构合拢的温度差值,并将部分理论计算结果同实际监测结果进行对比,验证了温度应力有限元模拟方法的正确性。利用有限单元法计算合拢杆件在不同时段的温度应力,从而确定体育场结构适宜的合拢时段,并在此基础上给出一些关于合拢施工的建议和意见,为大跨度空间钢结构的合拢施工提供参考。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 温度作用 温度应力 合拢 有限元分析
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大跨度空间网格结构多维多点随机地震反应分析 被引量:11
10
作者 李忠献 林伟 丁阳 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第1期56-63,共8页
本文建立了三维正交地震动多点激励下大跨度空间网格结构的随机地震反应分析方法,依据现行抗震设计规范的有关规定,确定了平稳随机地震动功率谱密度的模型参数。数值仿真分析了一柱距80m的正方形平板网架分别在一维地震动或三维地震动... 本文建立了三维正交地震动多点激励下大跨度空间网格结构的随机地震反应分析方法,依据现行抗震设计规范的有关规定,确定了平稳随机地震动功率谱密度的模型参数。数值仿真分析了一柱距80m的正方形平板网架分别在一维地震动或三维地震动的一致激励、行波激励和考虑部分相干效应的随机激励下的地震反应。结果表明:考虑地震动的空间效应会很大程度地改变结构杆件的内力,其中控制杆件的内力增幅达到30%;地震动的行波效应对结构杆件内力的影响比随机地震动的部分相干效应的影响更大;三维地震作用比一维地震作用下结构杆件的内力大。由此得出结论,对于大跨度空间网格结构,必须进行多维多点地震激励下的随机地震反应分析。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 网格结构 地震反应 随机分析 三维地震动 多点激励 功率谱
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大跨度空间结构施工过程力学行为的研究 被引量:10
11
作者 张建华 张毅刚 王振清 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期105-108,共4页
传统的结构设计一般只考虑结构在建成后运营期间受力状态是否满足要求,而未考虑施工过程中结构的受力特性,但施工状态与设计状态下的结构有很大差异。为了解决这一问题,应用非线性时变有限元方法来考虑施工过程中结构的时变效应,通过对... 传统的结构设计一般只考虑结构在建成后运营期间受力状态是否满足要求,而未考虑施工过程中结构的受力特性,但施工状态与设计状态下的结构有很大差异。为了解决这一问题,应用非线性时变有限元方法来考虑施工过程中结构的时变效应,通过对一算例进行施工过程分析,全过程跟踪分析各施工阶段的力学性状,得出施工过程杆件内力和节点位移的演变规律,得出不考虑施工过程的时变效应对结构设计偏于不安全的结论,最后为大跨度结构的设计和施工提出指导性的建议。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 施工过程分析 时变力学 非线性
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大跨空间结构地震反应分析方法研究应用现状 被引量:12
12
作者 罗永峰 相阳 沈祖炎 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2015年第1期1-10,共10页
大跨度空间结构动力特性复杂,在基于性能的空间结构抗震设计背景下,发展和完善大跨度空间结构的地震反应分析方法至关重要.在阐述大跨度空间结构动力特性的基础上,归纳了振型分解反应谱法、动力时程分析法、增量动力分析法、静力推覆分... 大跨度空间结构动力特性复杂,在基于性能的空间结构抗震设计背景下,发展和完善大跨度空间结构的地震反应分析方法至关重要.在阐述大跨度空间结构动力特性的基础上,归纳了振型分解反应谱法、动力时程分析法、增量动力分析法、静力推覆分析法和随机振动分析法的研究与应用现状,分析并指出了每种方法在应用中面临的主要问题.最后,指出了大跨度空间结构地震反应分析方法研究中应注意的问题. 展开更多
关键词 大跨度空间结构 地震反应分析 研究应用现状
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地震动非平稳性对大跨度空间结构随机地震响应的影响 被引量:6
13
作者 丁阳 张笈玮 李忠献 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期984-990,共7页
为了进一步完善大跨度空间结构的随机地震响应分析理论,提出了一种简便的、近似计算非平稳地震激励下结构峰值响应均值的算法,数值模拟了某体育馆大型网壳结构在平稳和非平稳地震激励下的随机地震响应.研究表明,考虑地震动的非平稳性后... 为了进一步完善大跨度空间结构的随机地震响应分析理论,提出了一种简便的、近似计算非平稳地震激励下结构峰值响应均值的算法,数值模拟了某体育馆大型网壳结构在平稳和非平稳地震激励下的随机地震响应.研究表明,考虑地震动的非平稳性后,各杆件的峰值响应会有不同程度的减小,约7.51%~23.3%;同时考虑行波效应和地震动非平稳性时,在地震激励的初期阶段,结构响应方差会发生变化,但不会给结构的峰值响应均值带来明显差异;不同地面视波速时,峰值响应均值的减小程度不同.由此得出,所提出的近似算法能够大幅度地减少大跨度空间结构随机地震响应分析的计算量;对于大跨度空间结构的随机地震响应分析,尤其当结构的阻尼比和自振频率很低时应考虑地震动的非平稳性;在分析地震动非平稳性的影响时,应同时考虑地震动的行波效应. 展开更多
关键词 地震动非平稳性 大跨度空间结构 虚拟激励法 行波效应 随机地震响应分析
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应用SMA复合橡胶支座的大跨度空间结构隔震研究 被引量:6
14
作者 丁阳 张向荣 李忠献 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2005年第5期438-444,共7页
目的为了减小地震作用下大跨度空间结构的地震响应,笔者对采用了SMA(形状记忆合金)复合橡胶支座隔震体系的大跨度空间结构的隔震效果进行了研究.方法通过SMA材料的拉伸试验验证了SMA材料的本构模型;设计了基于SMA材料的SMA复合橡胶支座... 目的为了减小地震作用下大跨度空间结构的地震响应,笔者对采用了SMA(形状记忆合金)复合橡胶支座隔震体系的大跨度空间结构的隔震效果进行了研究.方法通过SMA材料的拉伸试验验证了SMA材料的本构模型;设计了基于SMA材料的SMA复合橡胶支座,给出了SMA复合橡胶支座的工作原理和恢复力模型;建立了一大跨度空间结构的有限元计算模型,数值分析了计算模型在地震作用下采用SMA复合橡胶支座隔震体系后的隔震效果.结果计算结果表明:采用SMA复合橡胶支座隔震体系后,大跨空间结构的竖向位移可减小70%,控制杆件内力可减小70%以上.结论表明了SMA复合橡胶支座对大跨度空间结构是一种有效的隔震体系. 展开更多
关键词 大跨度空间结构 SMA(形状记忆合金) 复合橡胶支座 隔震分析
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大跨度钢环壳预张力索网屋盖整体结构在罕遇地震下的一种弹塑性时程分析新方法 被引量:2
15
作者 潘玉华 常强 +5 位作者 马明 赵鹏飞 康钊 朱禹风 刘涛 郭宇飞 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第S01期727-733,共7页
大跨度空间预张力钢结构体系的关键问题是预张力的设计。本文研究了一种新型的钢环壳+预张力索网屋盖结构体系在罕遇地震作用下的非线性分析。文中介绍了一种显式准静态分析计算拉索预应力的新思路,该方法可考虑几何非线性和材料非线性... 大跨度空间预张力钢结构体系的关键问题是预张力的设计。本文研究了一种新型的钢环壳+预张力索网屋盖结构体系在罕遇地震作用下的非线性分析。文中介绍了一种显式准静态分析计算拉索预应力的新思路,该方法可考虑几何非线性和材料非线性(钢材和混凝土非线性),同时考虑下部混凝土结构与上部钢屋盖相互影响的整体结构地震非线性分析。通过与隐式分析对比,证明了本文方法的有效性。同时,该新型结构体系的整体结构罕遇地震动力弹塑性时程分析表明:1、索网未进入屈服,钢环壳基本未屈服,仅个别杆件出现轻微塑性应变,整体钢屋盖基本满足大震不屈服性能目标;2、直接支撑屋盖的型钢混凝土柱个别位置出现了比较严重的损坏,应采取相应措施进行加强;3、钢屋盖和下部混凝土结构位移角未超过1/50,满足"大震不倒"的性能要求。研究结果为实际工程结构设计提供了有意义的参考建议。 展开更多
关键词 大跨度空间结构整体结构分析 几何非线性 材料非线性 罕遇地震弹塑性时程分析 显式准静态分析 抗震性能
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新型大跨度空间结构施工卸载优化数值研究 被引量:2
16
作者 周峰 崔理钢 刘凯 《结构工程师》 北大核心 2014年第6期179-184,共6页
施工卸载过程是指对支撑体系(脚手架体系)的卸载,而对结构体系自身来说恰恰是加载过程,在此过程中由于结构的边界条件会发生改变,结构的内力水平也会发生较大的变化,由此导致内力重新分配,部分杆件的受力状态会随加载过程发生正、负交... 施工卸载过程是指对支撑体系(脚手架体系)的卸载,而对结构体系自身来说恰恰是加载过程,在此过程中由于结构的边界条件会发生改变,结构的内力水平也会发生较大的变化,由此导致内力重新分配,部分杆件的受力状态会随加载过程发生正、负交替的变化,甚至超出设计应力,同时伴随着结构较大的几何变形。由此可知大跨度空间结构施工卸载过程的重要性。有鉴于此,对新型大跨度空间结构钢屋盖施工卸载过程进行了数值模拟研究,探讨了不同施工卸载方案对结构造成的影响(结构内力和支撑体系内力方面),最后给出了较优的钢结构施工卸载方案。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 温度荷载 施工卸载 优化分析
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承受多荷载工况的大跨度空间结构模型分析及其优化 被引量:1
17
作者 刘文博 何建华 +3 位作者 佘剑平 马镇航 刘维彬 陈玉骥 《北方建筑》 2019年第2期21-26,共6页
大跨度空间结构具有三维空间形状并且有三维受力特性,呈空间工作状态。本文通过多工况加载试验,考察大跨度空间结构模型的受力特征和承载能力。通过计算机软件模拟分析模型的破坏特点,针对危险杆段层段对模型进行优化,并解决复杂空间节... 大跨度空间结构具有三维空间形状并且有三维受力特性,呈空间工作状态。本文通过多工况加载试验,考察大跨度空间结构模型的受力特征和承载能力。通过计算机软件模拟分析模型的破坏特点,针对危险杆段层段对模型进行优化,并解决复杂空间节点的施工设计与安装问题。 展开更多
关键词 大跨度空间结构模型 模态分析 MIDAS Gen建模
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大跨度空间结构多维地震作用下行波效应分析
18
作者 姜亚雄 《港工技术》 2022年第1期40-44,共5页
煤棚网壳跨度125 m,须进行多维地震作用下的行波效应分析。本文首先对结构进行了振型分解反应谱分析,然后采用时程分析法,进行多维地震作用下行波效应分析。将多点输入结果与单点输入结果进行比较,得出结构为多点输入条件下内力显著提... 煤棚网壳跨度125 m,须进行多维地震作用下的行波效应分析。本文首先对结构进行了振型分解反应谱分析,然后采用时程分析法,进行多维地震作用下行波效应分析。将多点输入结果与单点输入结果进行比较,得出结构为多点输入条件下内力显著提高。根据分析结果,对设计提出建议,采用反应谱法内力放大的方法考虑行波效应影响,本工程的放大系数取为1.4~1.5。本文为大跨度空间结构在设计中如何考虑行波效应的影响提出了一种思路。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 多维地震 时程分析 行波效应
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大跨度空间结构考虑行波效应的地震动随机响应分析
19
作者 董靖 《福建建筑》 2008年第5期25-27,共3页
《建筑结构抗震设计规范》(GB50011-2001)中所采用的地震反应分析方法没有考虑地震激励的空间变化效应,本文针对此建立了考虑地震动行波效应的大跨度空间结构地震反应分析方法,并对一五跨钢筋混凝土连续梁桥进行了行波激励下地震反应的... 《建筑结构抗震设计规范》(GB50011-2001)中所采用的地震反应分析方法没有考虑地震激励的空间变化效应,本文针对此建立了考虑地震动行波效应的大跨度空间结构地震反应分析方法,并对一五跨钢筋混凝土连续梁桥进行了行波激励下地震反应的有限元数值模拟,并与常规反应谱方法及一致地震激励的计算结果进行了比较,结果表明单独考虑地震动空间效应中的行波效应对大跨结构地震响应影响显著。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 地震输入 行波效应 地震随机反应分析
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空间结构静力稳定分析与评定的特征刚度法 被引量:2
20
作者 朱钊辰 相阳 罗永峰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2112-2120,共9页
为了直观反映稳定分析中结构整体性态的变化,解决荷载-位移曲线特征点的选取问题,提出特征刚度概念并导出计算公式,证明了特征刚度为零可以作为极值型屈曲结构稳定性临界状态的判定依据;结合增量累积的荷载功和结构特征位移,提出结构静... 为了直观反映稳定分析中结构整体性态的变化,解决荷载-位移曲线特征点的选取问题,提出特征刚度概念并导出计算公式,证明了特征刚度为零可以作为极值型屈曲结构稳定性临界状态的判定依据;结合增量累积的荷载功和结构特征位移,提出结构静力分析的全过程特征曲线,采用该曲线分析结构受载全过程中整体刚度的变化.选取一个K6型网壳和一个会议中心屋盖网壳,采用特征刚度法进行静力稳定分析,分析结果表明:计算得到的结构失稳临界荷载与基于单点荷载-位移曲线所得结果相同;相对于传统的单点荷载-位移曲线,特征曲线不依赖于结构特征点的选取,且形态稳定,可以直观反映结构整体刚度的特征. 展开更多
关键词 空间结构 稳定分析 特征刚度 特征曲线 整体刚度
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