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强震下180m跨三心圆钢管空间拱桁架动力弹塑性分析
标题：强震下180m跨三心圆钢管空间拱桁架动力弹塑性分析
摘要：在地震工程中，钢管空间拱桁架被广泛应用于跨度较大的建筑结构中。本文旨在对180m跨三心圆钢管空间拱桁架进行动力弹塑性分析，以评估其在强震下的抗震性能。首先，介绍了钢管空间拱桁架的结构形式和特点。然后，对地震荷载及其作用机理进行分析。接着，采用ABAQUS有限元软件建立了180m跨三心圆钢管空间拱桁架的数值模型，并进行了地震动记录选择、地震响应分析和动力弹塑性分析。最后，根据分析结果，讨论了钢管空间拱桁架的抗震性能与设计优化措施，为工程实践提供了有价值的参考。
关键词：钢管空间拱桁架；强震；动力弹塑性分析；抗震性能；设计优化
1.引言
随着建筑结构跨度的不断增大，矩形截面的钢管空间拱桁架逐渐不能满足设计要求，而三心圆钢管空间拱桁架由于其结构形式的合理性和良好的力学性能，成为一种重要的抗震结构形式。然而，在强震作用下，三心圆钢管空间拱桁架的动力弹塑性行为尚未得到充分研究。因此，本文旨在对180m跨三心圆钢管空间拱桁架进行动力弹塑性分析，以评估其在强震下的抗震性能。
2.钢管空间拱桁架的结构形式和特点
钢管空间拱桁架是由上下两根弦杆和中间的网架杆件组成的三维空间结构。其主要特点包括抗弯刚度大、刚度分布合理、抗震性能好、施工方便等。钢管空间拱桁架在结构变形过程中，弦杆和网架杆件的受力性能是不同的，因此需要特别注意杆件的选择和连接方式。
3.地震荷载及其作用机理
地震荷载是地震作用下建筑结构所承受的外力，其作用机理包括弹性反应和塑性变形两个阶段。地震荷载具有地震动速度、地震动加速度等参数，需要根据地震设计规范进行计算和模拟。
4.数值模型建立和地震动记录选择
利用ABAQUS有限元软件建立180m跨三心圆钢管空间拱桁架的数值模型，包括钢管、连接件和地基等部分。根据地震设计规范，选择适当的地震动记录作为输入，并进行时间历程分析。
5.地震响应分析
通过地震响应分析，得到180m跨三心圆钢管空间拱桁架的加速度响应、位移响应、内力响应等参数。根据这些参数，可以评估结构的破坏状态和安全性能。
6.动力弹塑性分析
在地震荷载作用下，钢管空间拱桁架会发生弹塑性变形。通过动力弹塑性分析，可以评估结构的塑性变形程度、破坏模式和损伤程度。同时，还可以确定结构的裕度系数，判断结构的安全性能。
7.结果与讨论
根据分析结果，评估180m跨三心圆钢管空间拱桁架在强震下的抗震性能。讨论结构的破坏模式、塑性变形程度和损伤程度，并提出设计优化措施，以进一步提高结构的抗震性能。
8.结论
本文对180m跨三心圆钢管空间拱桁架进行了动力弹塑性分析，并评估了其在强震下的抗震性能。研究结果表明，三心圆钢管空间拱桁架具有良好的抗震性能。对于结构设计和工程实践来说，本研究提供了有价值的参考。
参考文献：
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