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第1章 绪论1

1.1 张弦结构概述1

1.1.1 张弦结构的分类1

1.1.2 张弦结构的受力原理3

1.1.3 张弦结构的工程应用3

1.1.4 张弦结构的研究现状8

1.2 连续倒塌的概述9

1.2.1 连续倒塌的概念9

1.2.2 抗连续倒塌理论的发展10

1.2.3 抗连续倒塌的主要设计方法13

1.3 空间结构抗连续倒塌研究的必要性18

1.3.1 空间结构的分类18

1.3.2 空间结构抗连续倒塌的研究现状20

1.3.3 空间结构抗连续倒塌的必要性21

1.4 本书的主要内容21

参考文献23

第2章 结构重要构件判断方法30

2.1 结构重要构件的五类判断方法简介31

2.1.1 基于刚度的判断方法31

2.1.2 基于能量的判断方法33

2.1.3 基于强度的判断方法34

2.1.4 基于敏感性分析的判断方法34

2.1.5 基于经验和理论分析的判断方法35

2.1.6 结构重要构件判断方法的总结36

2.2 简化的敏感性分析方法37

2.2.1 概念判断37

2.2.2 敏感性分析39

2.3 算例分析41

2.3.1 网架结构41

2.3.2 张弦结构44

2.4 本章小结47

参考文献48

第3章 基于频率灵敏度的关键构件判断方法研究50

3.1 基于频率灵敏度的对称分组方法50

3.1.1 大跨空间结构的荷载特点50

3.1.2 大跨空间结构对称分组的特点50

3.1.3 基于模态灵敏度的分析方法判断关键构件51

3.1.4 基于频率灵敏度的大跨空间结构关键构件判断方法52

3.2 算例分析53

3.2.1 算例153

3.2.2 算例256

3.2.3 算例357

3.2.4 算例分析结论58

3.3 张弦结构的关键构件分布59

3.3.1 计算模型59

3.3.2 计算结果60

3.3.3 关键构件分布61

3.4 本章小结62

参考文献63

第4章 考虑初始缺陷的空间结构连续倒塌静力仿真分析64

4.1 初始缺陷对空间结构连续倒塌的影响及确定64

4.1.1 空间结构设计与连续倒塌分析的关系64

4.1.2 初始缺陷的分类65

4.1.3 连续倒塌分析中初始缺陷的确定66

4.2 整体缺陷对张弦结构连续倒塌的影响67

4.2.1 影响张弦结构力学特性的参数68

4.2.2 不同矢跨比模型的参数化分析73

4.3 空间结构连续倒塌的静力仿真分析77

4.3.1 杆件单元假定78

4.3.2 杆件荷载-位移曲线假定78

4.3.3 空间结构倒塌失效模式假定79

4.3.4 空间结构失效破坏准则假定80

4.4 程序编制81

4.4.1 程序编制说明81

4.4.2 程序编制流程及主要变量说明82

4.4.3 算例84

4.5 本章小结86

参考文献87

第5章 索失效的模拟方法研究89

5.1 采用预应力等效荷载法模拟张弦结构索失效存在的问题89

5.1.1 杆件的弹性应变能89

5.1.2 刚度变化的影响90

5.2 张弦结构拉索的应变能和整体刚度推导91

5.2.1 基本思路与假定92

5.2.2 单元的应变能93

5.2.3 预应力张弦结构的变形与内力分析94

5.2.4 算例分析100

5.3 索失效的显式动力模拟方法101

5.3.1 显式动力计算方法102

5.3.2 模拟方法介绍103

5.3.3 张弦桁架索失效的显式动力分析过程105

5.3.4 影响数值模拟的若干因素分析108

5.4 预应力等效荷载法模拟索失效111

5.4.1 预应力等效荷载法模拟索失效的显式分析111

5.4.2 预应力等效荷载法模拟索失效的隐式分析114

5.5 本章小结114

参考文献115

第6章 撑杆截面和间距对连续倒塌的影响117

6.1 撑杆失效对连续倒塌的影响117

6.1.1 撑杆失效对张弦结构的力学性能影响117

6.1.2 弹性连续梁的受力模式120

6.1.3 计算模型的选择121

6.1.4 撑杆失效的模拟方法122

6.2 计算模型分析123

6.2.1 上弦刚度较大的张弦桁架模型123

6.2.2 上弦刚度较小的张弦梁模型126

6.2.3 撑杆不同截面模型136

6.3 参数对数值计算结果的影响145

6.3.1 阻尼比对数值计算结果的影响146

6.3.2 撑杆失效时间对数值计算结果的影响150

6.3.3 迭代时间增量步对数值计算结果的影响153

6.4 本章小结156

参考文献157

第7章 应力比值法研究张弦结构的动力放大系数158

7.1 应力比值法分析动力放大系数158

7.1.1 影响动力放大系数的因素158

7.1.2 动力放大系数的适用条件162

7.1.3 应力比值法的定义163

7.1.4 动力放大系数的定义164

7.1.5 计算模型和说明165

7.2 荷载动力放大系数分析165

7.2.1 模型1的动力放大系数分析165

7.2.2 模型2的动力放大系数分析169

7.2.3 动力放大系数建议取值173

7.3 影响动力放大系数的其他参数174

7.3.1 阻尼对动力响应的影响174

7.3.2 失效时间对动力响应影响179

7.3.3 材料非线性对动力响应的影响180

7.4 本章小结182

参考文献183

第8章 提高结构抗连续倒塌性能的措施185

8.1 加强结构地基基础设计185

8.2 对结构局部进行加强设计187

8.3 加强结构中区域隔断的设计189

8.4 加强结构抗震设计191

参考文献193

第9章 新广州火车站屋盖结构抗连续倒塌性能分析195

9.1 工程概况195

9.2 结构重要构件分析196

9.2.1 概念判断196

9.2.2 敏感性分析198

9.3 结构抗连续倒塌性能分析203

9.3.1 角柱失效203

9.3.2 编号SG9索拱受损206

9.3.3 长边中柱失效208

9.4 提高屋盖体系抗连续倒塌性能的措施208

9.5 本章小结210

参考文献211

第10章 天津梅江会展中心抗连续倒塌性能分析212

10.1 工程简介212

10.2 加强纵向联系桁架刚度的设计方法213

10.2.1 关键构件的选择214

10.2.2 纵向联系桁架刚度对连续倒塌的影响217

10.2.3 计算结论225

10.3 利用抗风柱承担竖向荷载的设计方法225

10.4 双索设计方法227

10.4.1 两种双索计算模型228

10.4.2 两种模型计算结果分析与比较229

10.4.3 双索分析结论232

10.5 控制张弦结构发生延性破坏的设计方法232

10.6 其他提高张弦结构抗连续倒塌的设计方法237

10.6.1 索节点设计237

10.6.2 施工过程的抗连续倒塌分析239

10.7 检测数据与有限元计算结果的分析与比较242

10.7.1 测试内容、原理及依据文件242

10.7.2 测点布置242

10.7.3 应力监测结果244

10.7.4 变形监测248

10.7.5 监测结论248

10.8 本章小结248

参考文献249