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强震下90m跨矢跨比0.2三心圆立体拱桁架结构体系动力弹塑性分析
强震下90m跨矢跨比0.2三心圆立体拱桁架结构体系动力弹塑性分析
摘要：
本文针对一座90m跨矢跨比为0.2的三心圆立体拱桁架结构，采用动力弹塑性分析方法进行研究。首先，介绍了该结构体系的基本构造和特点，并对地震作用原理进行了概述。然后，根据结构参数和抗震设计要求，建立了结构的有限元模型。在动力分析中，采用了DNA分析法求解动力时间历程矩阵并进行计算。通过弹塑性分析，对结构的塑性变形和破坏模式进行了研究。最后，通过对计算结果的分析，得出了结论并提出了进一步的研究方向。
关键词：三心圆立体拱桁架结构；强震；动力弹塑性分析
1.引言
近年来，我国地震频发，建筑抗震设计成为了重要的研究问题。针对大跨度结构的抗震设计尤为重要，其中90m跨矢跨比为0.2的三心圆立体拱桁架结构具有独特的结构特点和挑战。本文旨在通过动力弹塑性分析，研究该结构体系在强震下的应力和变形行为，为结构的抗震设计提供参考依据。
2.结构体系的基本构造和特点
90m跨矢跨比0.2的三心圆立体拱桁架结构是一种具有高度稳定性和刚度的结构形式。其基本构造包括主拱、副拱、桁架等组成，采用了三心圆形的布置方式。这种结构体系具有重量轻、承重能力强、刚度大等特点，适用于大跨度建筑的设计。
3.地震作用原理
地震作用是结构体系设计中最重要的考虑因素之一。地震作用可通过地震波的传播和结构体系的动力反应来描述。地震波的传播受地质条件和震源特性影响，而结构体系的动力反应则受结构的刚度、阻尼和质量等因素影响。
4.结构的有限元模型建立
根据结构的特点和抗震设计要求，建立了90m跨矢跨比0.2三心圆立体拱桁架结构的有限元模型。其中，主拱、副拱、桁架等组成了整个结构体系。为了模拟地震作用，建立了地震荷载模型，并与结构模型进行耦合分析。
5.动力分析方法
本文采用了DNA分析法对结构进行动力分析。首先，选取合适的动力时间历程进行分析。然后，将时间历程矩阵进行离散化，并通过DNA分析法求解结构的动力反应。最后，通过分析时程曲线和频谱图，得到结构的应力和变形情况。
6.动力弹塑性分析
通过对结构的动力弹塑性分析，可以研究结构在地震作用下的塑性变形和破坏模式。通过分析结构的应变云图和破坏形态，可以得出结构的塑性抗震能力以及改进的建议。
7.结果和讨论
通过动力弹塑性分析，得到了90m跨矢跨比0.2三心圆立体拱桁架结构在强震下的应力和变形分布图。通过对计算结果的分析，发现结构的主要塑性变形区域集中在主拱的底部和副拱的连接处。此外，结构的剪切变形和扭转变形也较为明显。根据分析结果，提出了加强副拱连接和增加桁架刚度的建议。
8.结论
本文采用动力弹塑性分析的方法，研究了90m跨矢跨比0.2三心圆立体拱桁架结构在强震下的应力和变形行为。通过对结果的分析，提出了相应的改进建议。这对于该结构体系的抗震设计和工程实践具有重要意义，并为进一步的研究提供了参考。
参考文献
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