巨型网格结构的动力特性、地震响应及结构简化计算方法研究

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该报告在原有研究的基础上,进一步研究了巨型网格结构的动力特性、地震响应特性等,针对结构杆件、节点多、计算工作量大的特点,探索研究了巨型网格结构的一些简化计算方法,主要包括:回顾了根据非线性理论推导大位移小应变条件下梁单元与杆单元切线刚度矩阵的过程,从U.L格式出发,建立了交叉立体桁架系巨型网格结构的几何非线性力学模型;综述了迄今为止比较有效的非线性方程组求解方法与全过程跟踪策略.对结构全过程跟踪给出了几点改进措施,采用法平面约束与柱面孤长法约束相结合的全过程跟踪策略,编制了相应的几何非线性稳定分析程序.回顾研究了结构动力特性、地震反应分析的基本理论,包括子空间迭代法求解结构特征方程、振型分解反应谱法及时程分析法求解结构地震响应等.根据研究需要,引入了空间杆单元与梁单元的一致质量矩阵与集中质量矩阵.根据圆柱面交叉立体桁架系巨型网格结构的特点,采用Newmark法与修正的Newton-Raphson法相结合的计算策略,详细推导了结构几何非线性地震反应分析的计算过程与列式,编制了结构动力分析程序,可求解结构的振型、自振频率等动力特性,可用振型分解反应谱法求解结构的地震响应,可进行结构几何非线性地震响应过程分析及其它动力反应分析.
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