摘要：Static and dynamic force performance of two types of space truss structures i.e. square pyramid space truss（SPST） and diagonal on square pyramid space truss（DSPST）, are studied to determine the effect of stiffness of their lower supporting members. A simplified model for the supporting columns and the equivalent spring mass system are presented. Furthermore, the feasibility of the simplified model is demonstrated through theoretical analysis and examples of comparative analysis of the simplified model with the entire model. Meanwhile, from the elastic analysis under frequently occurring earthquakes and elasto-plastic analysis under seldom occurring earthquakes subjected to TAFT and EL-Centro seismic oscillation it is shown that the simplified method can be encompassed in the results from the normal model. It also showed good agreement between the two methods, as well as greatly improved the computational efficiency. This study verified that the dynamic effect of the supporting structures was under considered in space truss design in the past. The method proposed in the paper has important significance for other space truss structures.

摘要：Due to the randomness of earthquake wave magnitude and direction, and the uncertain direction of strong axis and weak axis in the construction of engineering structures, the effect of the direction of ground motion on a structure are studied herein. Ground motion records usually contain three vertical ground motion data, which are obtained by sensors arranged in accordance with the EW （East -West） direction, NS （South- North） direction and perpendicular to the surface （z） direction, referring to the construction standard of seismic stations. The seismic records in the EW and NS directions are converted to Cartesian coordinates in accordance with the rotation of θ = 0°-180°, and consequently, a countless group of new ground motion time histories are obtained. Then, the characteristics of the ground motion time history and response spectrum of each group were studied, resulting in the following observations： （1） the peak and phase of ground motion are changed with the rotation of direction θ, so that the direction θ of the maximum peak ground motion can be determined; （2） response spectrum values of each group of ground motions change along with the direction θ, and their peak, predominant period and declining curve are also different as the changes occur; then, the angle θ in the direction of the maximum peak value or the widest predominant period can be determined; and （3） the seismic response of structures with different directions of ground motion inputs has been analyzed under the same earthquake record, and the results show the difference. For some ground motion records, such as the Taft seismic wave, these differences are significant. Next, the Lushan middle school gymnasium structure was analyzed and the calculation was checked using the proposed method, where the internal force of the upper space truss varied from 25% to 28%. The research results presented herein can be used for reference in choosing the ground motion when checking the actual damage to struct

摘要：利用1000 kV特高压变电构架在均匀流、A类和B类地貌高频底部测力天平风洞试验同步测量的基底弯矩和反力的时程数据,对变电构架整体及节段模型的气动力系数功率谱以及均值、均方根、峰度和偏度等统计特性对比分析,详细考察风向、地貌等因素对风荷载特性的影响规律并探讨不同流场下输电构架整体与节段模型的气动力特性比例关系。研究结果表明:以A节段模型为例,0°风向均匀流场、A类和B类地貌下C x均值和均方根值之比分别为1∶1.58∶1.57和1∶1.60∶1.59,与之对应,C y均值和均方根值之比分别为1∶7.00∶7.57和1∶1.53∶1.30.整体和各节段模型对比分析发现,90°风向均匀流场下整体模型与四个节段模型C x的均值和均方根值之比分别为1∶0.02∶0.26∶0.22∶0.38和1∶0.06∶0.37∶0.32∶0.41,C y的均值和均方根值之比分别为1∶0.46∶0.57∶0.43∶0.69和1∶0.47∶0.58∶0.44∶0.70.基于时域和频域的综合对比分析明确1000 kV特高压变电构架的最不利风向角以及设计风荷载的取值,为工程设计提供参考。

摘要：基于结构损伤理论,对单层柱面网壳在强震下的失效机理进行研究。单层柱面网壳在强震下不仅会发生动力失稳,也可能由于过度塑性发展导致动力强度破坏的模式。对于动力强度失效的研究,应当在分析中考虑材料损伤累积以及断裂效应的影响。为在有限元分析中包含这一影响因素,编制了基于通用有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,具有较高的计算精度和较好的收敛性。应用其对单层柱面网壳在强震下的响应进行参数研究,并与基于理想弹塑性材料时的响应对比,讨论考虑材料损伤对网壳失效特征的影响。将单层柱面网壳在强震下失效时刻的多项特征响应进行统计分析,拟合了能够表征网壳损伤程度的损伤模型,建立单层柱面网壳在强震下的失效判别准则。针对实际工程抗震设计中采用损伤累积本构模型计算的困难,提出网壳结构失效极限的简化判别方法。

摘要：1000kV出线构架是特高压变电站内重要的下部支承结构,为了研究悬挂系统的动力耦合作用对其地震响应和极限承载力的影响,选取输电导线的6种垂跨比和5种档距作为分析工况,采用7组真实远场记录作为地震激励。首先比较各工况在多遇、设防、罕遇和极罕遇地震下的构架地震响应,然后讨论构架的全过程曲线、强震失效模式和极限承载力,最后提出考虑悬挂系统动力耦合作用的构架结构响应和极限承载力的预测模型。研究表明:悬挂系统的动力耦合作用是输电导线的初始水平张力作用、地震激励下的弹性约束作用和耗能减震作用的三者叠加;构架的变形路径、塑性发展规律、失效模式和极限承载力对垂跨比和档距都非常敏感;输电导线初始水平张力影响构架在强震作用下的破坏属性;构架结构响应和极限承载力的预测模型可为其抗震设计提供理论支持。

摘要：柱面网壳的结构形式、受力特性与其他网壳结构不同,造成其在强震下破坏机理的特殊性。采用基于结构响应的全过程分析方法,利用软件Abaqus,综合宏观、微观响应指标,对单层柱面网壳进行大规模的参数分析,探求其在强震下的破坏机理。通过典型算例的分析比较,确定了单层柱面网壳的破坏模式及其特征,总结了临界荷载的确定方法。在大量计算数据统计的基础上,提出了单层柱面网壳实用的动力破坏判别准则。单层柱面网壳在强震下可能出现的动力失稳破坏突然,破坏时塑性发展浅,结构刚度几乎没有削弱,结构位移小。单层柱面网壳在强震下强度破坏也可能出现,情况与前不同,其中强度破坏包括强度破坏Ⅰ和强度破坏Ⅱ,强度破坏Ⅱ有明显失稳现象而强度破坏Ⅰ没有。动力实用判别准则以最大节点位移和8p比例为参考指标,用来确定强度破坏Ⅰ和强度破坏Ⅱ极限荷载。对考虑损伤的柱壳破坏机理进行了初步探讨,损伤对不同的结构影响不同,给出了工程设计中损伤降低系数的建议值。

摘要：基于胀管和泡沫铝的缓冲吸能特性,以能量吸收值为设计目标,提出了一种新型二级缓冲吸能装置设计方法,并通过准静态压缩试验和落锤冲击试验验证了该方法的有效性。试验结果表明:该二级装置可实现预期的多级梯度应力平台。建立了二级缓冲吸能装置的有限元模型,通过仿真分析其在不同冲击工况下的动态响应和能量变化特征,该装置泡沫铝和胀管部分吸能占比可达80%,且更换主要耗能部分后其余构件可实现重复使用,并针对其失效模式提出优化方法,有效增加耗能材料的利用率和装置的整体稳定性。

摘要：2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生了7.0级地震,地震造成196人死亡和21人失踪,经济损失亦极其巨大。此次地震中一些大跨空间钢结构发生较显著的破坏,这是与以往历次震害最大的不同之处。文中总结了芦山体育馆和芦山中学体育馆这两个大跨空间钢结构在此次地震作用下结构发生破坏的主要部位和典型的破坏模式,并分析造成这些破坏的主要原因。针对芦山县体育馆进行现场实测,并与震害结果进行对比,结果表明,结构发生了较明显的扭转现象。以芦山县中学体育馆为例,通过有限元软件ANSYS对其地震下的破坏机理进行数值模拟,并与实际震害进行对比分析。在此基础上,对大跨空间钢结构的抗震设计和施工提出一些合理的意见和建议。

摘要：基于性能的抗震设计是结构抗震设计的发展趋势,该文在考虑材料损伤及损伤累积的基础上,建立网壳结构的数值模型,通过基于IDA的全过程分析方法,考察网壳结构强震下的抗震性能;建立了分别基于多项特征响应和变形能量的结构损伤模型,对比两种损伤模型的精度,实现结构不同损伤状态的量化,并利用此模型量化结构的分级性能水准;通过多组地震动的IDA分析,实现结构分级性能水准易损性分析和综合易损性分析;确定结构性能目标,初步实现结构的优化设计,从而为建立网壳结构完整的基于性能的抗震设计方法奠定了基础。

摘要：为探索地震作用下单层网壳的最不利初始几何缺陷分布模式,对施加四种初始几何缺陷的单层球面网壳分别开展了抗震性能研究。参照相关文献选取一致缺陷模态一、一致缺陷模态二,特征值缺陷及一阶振型缺陷四种典型的初始几何缺陷分布模式,并介绍了四种初始几何缺陷模式的理论计算公式及施加于理想网壳的方法;通过有限元建模分析,考察了施加四种初始几何缺陷模式后单层网壳的变形及自振频率变化;分别对跨度为100 m和其它不同参数的单层球面网壳施加上述四种初始几何缺陷模式、并分别输入七条选取于唐山地震主震实测三向地震动记录开展动力时程分析,考察四种初始几何缺陷模式对单层网壳动力工作性能及承载能力的影响。结果显示,对于矢跨比为1/3的单层球面网壳,施加一致缺陷模态一后网壳的最大节点位移值较大;其它参数的单层球面网壳,施加了特征值初始几何缺陷模式后网壳的最大节点位移值较大。该研究可对单层网壳开展动力工作性能分析及结构设计考虑地震作用时最不利初始几何缺陷模式的选取提供参考。