基于有限質(zhì)點(diǎn)法的空間柱面網(wǎng)殼強(qiáng)風(fēng)作用下的倒塌破壞研究.pdf

1、本文主要研究?jī)?nèi)容為空間柱面網(wǎng)殼在強(qiáng)風(fēng)作用下的倒塌破壞過(guò)程。以有限質(zhì)點(diǎn)法為分析工具，對(duì)柱面網(wǎng)殼在強(qiáng)風(fēng)作用下的倒塌模式、倒塌過(guò)程進(jìn)行分析與追蹤，并對(duì)結(jié)構(gòu)倒塌靈敏度進(jìn)行分析，最終對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　有限質(zhì)點(diǎn)法是基于向量式結(jié)構(gòu)力學(xué)所提出的一種新的數(shù)值分析方法。該方法在模擬非線性、斷裂倒塌問題方面有優(yōu)勢(shì)。有限質(zhì)點(diǎn)法的基本思路是：將結(jié)構(gòu)離散為有限的質(zhì)點(diǎn)，這些離散的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律；通過(guò)質(zhì)點(diǎn)的位置來(lái)表達(dá)內(nèi)力、運(yùn)動(dòng)、荷載以及約束條

2、件等；建立牛頓運(yùn)動(dòng)方程對(duì)結(jié)構(gòu)的行為進(jìn)行分析。
　　本文的主要內(nèi)容是：①介紹有限質(zhì)點(diǎn)法的基本理論；②利用程序?qū)︼L(fēng)速譜和風(fēng)壓譜進(jìn)行模擬；③基于有限質(zhì)點(diǎn)法對(duì)空間柱面網(wǎng)殼在強(qiáng)風(fēng)作用下的倒塌破壞進(jìn)行研究；④分析倒塌破壞過(guò)程，對(duì)結(jié)構(gòu)倒塌靈敏度進(jìn)行分析，進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗倒塌優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　為分析結(jié)構(gòu)倒塌破壞過(guò)程，本文提出了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷裂模式。在有限質(zhì)點(diǎn)法分析過(guò)程中，通過(guò)算例對(duì)所建立的彈塑性模型進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證；通過(guò)算例驗(yàn)證了該法處理幾何非線性問題

3、的可行性與簡(jiǎn)便性；同時(shí)證明該方法處理倒塌斷裂問題的可信性及正確性。這些關(guān)鍵問題解決以后，可以采用有限質(zhì)點(diǎn)法直接計(jì)算分析大型空間梁系與桿系結(jié)構(gòu)。
　　風(fēng)速與風(fēng)壓進(jìn)行數(shù)值模擬運(yùn)用線性濾波器法中的自回歸模型（AR模型），在模擬過(guò)程中考慮了空間點(diǎn)的三維相關(guān)性。通過(guò)積分計(jì)算每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的受風(fēng)面積，將面荷載轉(zhuǎn)化成等效質(zhì)點(diǎn)力。
　　在以上工作的基礎(chǔ)上，本文通過(guò)算例模擬空間柱面網(wǎng)殼的倒塌破壞，并進(jìn)行全程的監(jiān)控分析；通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)特征參數(shù)尋找結(jié)構(gòu)抗