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网格结构损伤免疫力是指空间网格结构因意外小概率事件导致局部构件或节点失效时,结构自行调整内力,阻止破坏过程延续,抵抗结构整体连续性倒塌的能力。目前,在我国的规范和标准中,对结构进行承载能力极限状态分析时,并未直接考虑偶然作用对结构的影响,只是通过条文简单规定建筑物在偶然作用下不应发生连续性倒塌。因此,对结构工程师而言,如何在网格结构设计时考虑偶然作用导致局部构件或节点失效对结构的影响缺乏具有可操作性的依据。由此看来,现有的设计方法对于网格结构在意外事故下的安全性并没有给予充分的保证。然而,目前网格结构已经广泛应用于各类大跨度公共建筑中,这些建筑往往具有较高的重要性和安全等级,结构设计时除了按一般概念对强度、刚度、稳定进行验算外,还应对其进行损伤免疫力的评估。本文的研究内容正是基于这一点,通过对网格结构极限承载力和损伤免疫力度量方法的研究,有针对性的提出考虑网格结构损伤免疫力结构设计方法,达到提高网格结构抗连续倒塌的能力、避免倒塌事故发生的目的。本文的研究成果对空间网格结构安全性测评、诊断以及网格结构抗连续倒塌方面的研究,具有一定的学术价值和指导作用。论文根据近年来国内外在结构极限承载力和抗连续倒塌方面的研究与应用现状,结合空间网格结构的特点,主要作了如下几方面的工作:1.利用有限元方法,推导空间铰接杆单元的几何和材料非线性的刚度矩阵,研究平衡路径跟踪的方法及迭代策略,以此为基础编制了网格结构非线性有限元分析程序,给出了算例验证了程序的精度和可靠性。2.从影响结构极限承载力的主要因素入手,归纳了影响结构极限承载力的主要因素,如失稳传播、杆件失稳、失稳模态、节点刚度、体形缺陷等;对可能失稳的构件引入合理的杆件力学模型来考虑构件失稳后刚度弱化对结构极限承载力的影响;分析了初始体形缺陷对结构极限承载力的影响;提出了确定结构极限承载力的建议步骤;给出算例验证结构极限承载力计算方法的合理性。3.结合制作偏差的概率模拟和空间有限单元法,提出了分析网格结构随机制作偏差引起初始应力和初始位移的新方法,以此为基础编制了有限元分析程序,并通过算例分析随机制作偏差影响下的网格结构性能。4.目前基于概率可靠度理论进行结构设计时,承载力的验算一般只针对结构构件,很少涉及整体结构。尝试用可靠度理论就如何验算空间网格结构的极限承载力进行了初步探讨,提出了用分项系数表达的空间网格结构极限承载力的验算公式并编制了相应的验算程序;通过数值算例结果的比较分析表明,基于可靠指标和分项系数得到的空间网格结构的极限承载力设计值是合理的。5.提出了适用于网格结构损伤免疫力的度量方法,编制了网格结构损伤免疫力的分析程序;提出了考虑损伤免疫力网格结构的设计方法:结构计算法和构造设计法;根据建筑物的重要性和功能要求,将网格结构损伤免疫力分析分为三个层次:对于一类网格结构,必须按结构计算方法对结构整体进行损伤免疫力分析;对于二类以上网格结构,均应采用构造设计法来提高结构的损伤免疫力;对于三类网格结构,可不考虑结构的损伤免疫力;以此为基础提出了考虑网格结构损伤免疫力结构设计步骤。