网壳结构是一种大跨度空间网格结构,具有良好的受力性能和独特的结构表现形式。其中,网壳结构在地震灾害发生时表现出优良的受力特性。随着我国经济发展及科学技术的进步,大跨度空间结构取得了飞速的发展,广泛地应用于大型公共建筑中。地震是一种突发性的自然灾害,地震发生所造成的人员及经济损失十分巨大。因此,对网壳结构开展抗震设计理论研究及地震安全风险评估尤为重要。近年来,我国在对钢网壳结构的抗震性能和失效机理研究方面取得了较为丰富的理论成果。随着铝合金材料越来越广泛地应用于大跨空间网壳结构,铝合金网壳结构的抗震性能理论研究显得尤为重要。目前,对铝合金网壳结构相关方面的研究甚少。因此,本文以前期研究为基础,对单层柱面铝合金网壳结构在强震作用下的失效机理和地震易损性开展系统研究,主要研究内容如下:(1)铝合金网壳结构强震作用下的失效特征研究首先,本文利用大型通用有限元分析软件ABAQUS建立了单层柱面铝合金网壳结构的整体分析模型,基于ABAQUS用户子程序(UMAT)编制的铝合金材料本构模型。通过增量动力时程分析方法(IDA)对铝合金网壳结构开展了强震作用下的特征响应分析;然后,通过大规模的参数分析,考察了单层柱面铝合金网壳结构的失效特征随不同分析参数(长宽比、矢跨比、屋面质量和地震波等)的变化规律;最后,通过对大量算例强震作用下的特征响应进行统计,掌握了单层柱面铝合金网壳结构在强震作用下的失效特点和变化规律。(2)单层柱面铝合金网壳结构强震失效机理研究首先,系统归纳了单层柱面铝合金网壳结构强震作用下特征响应的变化规律,获得了单层柱面铝合金网壳结构失效特征响应随荷载幅值变化的全过程,定义了该类结构两种典型的强震失效模式;其次,基于模糊数学理论建立了单层柱面铝合金网壳结构失效判别准则,通过对大量算例进行失效模式判别,建立了单层柱面铝合金网壳的失效模式判别方法;最后,通过统计网壳结构强度失效时刻的多项特征响应指标,基于结构损伤理论,拟合了单层柱面铝合金网壳结构强震损伤因子,得到了基于多项失效特征响应的结构损伤模型。(3)单层柱面铝合金网壳结构地震易损性分析首先,系统阐述了结构地震易损性分析的基本原理,考察了表征单层柱面铝合金网壳结构损伤程度的量化指标,建立了适合于单层柱面铝合金网壳结构的性态水准划分方法;其次,在此基础上对典型的单层柱面铝合金网壳结构进行地震易损性分析,采用蒙特卡洛模拟法进行抽样,生成一定数量的结构样本,并选取20条地震波随机形成结构-地震动样本对;最后,通过对结果数据的一次和二次回归分析,基于地震易损性分析原理建立地震易损性函数,建立了单层柱面铝合金网壳结构的地震易损性曲线。