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巨型网格结构是一种新型空间结构体系,这种结构体系由两级组成,第一级为大网格骨架结构,称为主结构,承担整个结构上的荷载并将其传递至支承结构。第二级为普通网格结构,布置于主体结构的大网格中,承受大网格范围内的屋面荷载并传递至主结构,称为子结构,它在维护外形,传递局部荷载,增强局部刚度等方面起着重要作用。 本文在综述了巨型网格结构的研究现状、特点的基础上,对巨型网格结构的动力性能和非线性动力稳定性能进行了分析,主要包括以下内容: 研究了圆柱面巨型网格结构的动力特性,应用子空间迭代法得到结构前60阶自振频率和相应振型,分析了矢跨比、长跨比、约束方式等参数对结构自振特性的影响,得出结构基频较高,以竖向振动为主等结论。 采用反应谱法和时程法对圆柱面巨型网格结构的地震响应作了较详细的分析,对两种分析的结果进行了比较。计算结果表明,结构沿跨度方向上、下弦杆为主要受力构件,反应谱分析的结果大于时程分析的结果。 引入小波理论,重点研究了应用小波函数多分辨分析方法分解复杂荷载及这种方法在Matlab语言中的实现过程。研究表明应用小波分解的方法可以实现信号的分解,精度满足要求。 总结空间结构动力稳定问题的研究进展,应用全过程动力时程追踪分析方法,分析了巨型网格结构在阶跃荷载作用下的动力时程曲线,应用位移判定准则,判定结构的动力失稳。发现圆柱面巨型网格结构基频越高,越容易失稳,失稳时各参量(位移、内力)有较强的发散性。 本文在圆柱面巨型网格结构动力稳定分析基础上,进一步探讨了结构动力失稳的原因和特点。引入突变理论,应用能量原理给出了网壳结构失稳的尖点突变模型,并由此得出应变能平衡路径判定准则,本准则同刚度矩阵准则和节点位移准则一致。结构发生动力失稳时有跳跃特征,结构应变能的突变是导致结构跳跃失稳的内部原因。 论文最后对上述研究内容及成果作了简单的总结,并展望进一步研究的方向和需要进行的工作。