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空间网壳结构强震下动力弹塑性分析方法对比研究
摘要：
本文主要研究了在强震作用下，空间网壳结构的动力弹塑性分析方法，并对不同的分析方法进行了对比研究。首先介绍了空间网壳结构的基本特点，并分析了其在强震作用下的受力特点。然后介绍了常用的数值分析方法及其适用范围，并详细讨论了几种常见的动力弹塑性分析方法，包括基于低周反应谱的分析方法、基于时程分析的分析方法和基于非线性有限元方法的分析方法。最后基于一个实例，对比了不同分析方法的结果，并分析了其优缺点。
关键词：空间网壳结构；强震；动力弹塑性分析方法；对比研究
Abstract：
Thispapermainlystudiesthedynamicelastic-plasticanalysismethodsofspacetrussshellstructuresunderstrongearthquakes,andcomparesdifferentanalysismethods.Firstly,thebasiccharacteristicsofspacetrussshellstructuresareintroduced,andtheirstresscharacteristicsunderstrongearthquakesareanalyzed.Then,thecommonlyusednumericalanalysismethodsandtheirapplicablescopeareintroduced,andseveralcommondynamicelastic-plasticanalysismethodsarediscussedindetail,includingtheanalysismethodsbasedonlow-cycleresponsespectrum,analysismethodsbasedontime-historyanalysis,andanalysismethodsbasedonnonlinearfiniteelementmethods.Finally,basedonanexample,theresultsofdifferentanalysismethodsarecompared,andtheiradvantagesanddisadvantagesareanalyzed.
Keywords:spacetrussshellstructure;strongearthquake;dynamicelastic-plasticanalysismethod;comparativestudy
1.引言
空间网壳结构是一种具有非常广泛应用的结构形式，在建筑、航空、航天、机车车辆等领域都得到了广泛的应用。由于其结构形态特殊，有很多独特的受力、变形和重量控制等问题需要解决。尤其是在强震作用下，空间网壳结构的定向性和膨胀性等特点会对其受力产生影响，进而影响其整体安全性和稳定性。因此，空间网壳结构在强震区的应用受到了很大的关注。
在设计和分析空间网壳结构时，需要进行动力弹塑性分析，以确保其受力性能和稳定性。动力弹塑性分析是指在强震作用下，对结构的动力响应进行分析，考虑结构的非线性特性，如材料的弹性和塑性变形、构件的屈曲和破坏等，以获得结构的应力、变形等参数。针对空间网壳结构，可采用基于低周反应谱的分析方法、基于时程分析的分析方法和基于非线性有限元方法的分析方法等。
本文将主要对这三种动力弹塑性分析方法进行介绍，并对其适用范围、优缺点等进行对比研究。最后，通过一个实例进行验证和分析。
2.空间网壳结构的特点及强震作用下的受力
2.1空间网壳结构的特点
空间网壳结构是一种由大量薄壳元件组成的空间结构，具有以下特点：
（1）体系呈多面体形状，构件连接方式相对简单；
（2）质量轻、刚度大，抗风抗震性能较好；
（3）表面平面化，便于涂装和维护；
（4）容易构造和加工，可灵活应对不同使用需求。
2.2强震作用下的受力
当空间网壳结构受到强震作用时，其受力将出现以下变化：
（1）竖向载荷会增大，壳体内部的受力状态也会发生不同程度的变化；
（2）由于震动会引起壳体内部的摩擦，因此在强震作用下，结构的摩擦力和压缩力将增大，壳体内部的应力水平也会增大；
（3）强震作用还会引起壳体内部的局部损伤或断裂，结构的破坏也会进一步加剧。
3.动力弹塑性分析方法介绍
3.1基于低周反应谱的分析方法
低周反应谱法（Low-CycleResponseSpectrumMethod，简称LCRS）是一种常用的动力弹塑性分析方法，在地震工程中得到了广泛的应用。该方法具有计算速度快、计算结果准确等优点，适用于采用粘滞阻尼器的结构体系。
LCRS法首先通过反应谱法计算单自由度弹塑性系统的反应谱，然后将该方法扩展到多自由度弹塑性系统中。在计算