大跨度钢结构抗连续倒塌设计策略与分析方法

"大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计 (2011年)，作者: 李时，汪大绥，发表于《四川大学学报(工程科学版)》" 这篇2011年的论文主要探讨了大跨度钢结构在面对连续性倒塌风险时的设计策略和技术。大跨度钢结构因其轻质高强、施工便捷等特点广泛应用于体育馆、展览馆等大型公共建筑，然而，这类结构一旦发生局部失效，可能会引发连续倒塌，造成严重后果。因此，抗连续性倒塌设计至关重要。 首先，论文针对不同类型的结构体系提出了实用的设计方法和措施。对于连续多榀平面桁架结构，建议增加横向联系梁以增强结构的整体性，防止连续倒塌的发生。对于环向布置的结构，增设环形联系梁可以提高结构的抗倒塌性能。此外，对于弦支预应力结构，论文建议拆分传力路径，确保即使某个部分失效，其他部分仍能保持稳定。 在分析方法上，论文详细讨论了三种抗连续性倒塌的分析方法：静力线性法、静力非线性法和动力非线性法。静力线性法适用于结构变形小、材料性质线性的情况；静力非线性法则考虑了材料的非线性行为和大变形；而动力非线性分析则更全面，能模拟结构在动态荷载下的行为，特别是考虑了局部构件失效后结构动力响应的变化。 论文还引入了一个新的概念，即通过比较构件破坏前后结构刚度矩阵的条件数变化系数η，来评估大跨度钢结构的刚度矩阵病态程度。条件数反映了矩阵的稳定性，较高的条件数可能预示着结构对局部失效更敏感，更容易导致连续倒塌。这种方法提供了一种定量判断结构抗连续性倒塌能力的新途径。 为了验证提出的理论和方法，论文进行了三个工程实例的分析，结果表明所提的设计措施和计算方法是有效且可靠的，能够提高大跨度钢结构的抗连续性倒塌性能。 关键词涉及大跨度钢结构、连续性倒塌、病态矩阵和条件数变化系数，这些都反映了论文的核心研究内容和技术要点。该研究对大跨度钢结构的安全设计提供了重要的理论支持和实践指导，对于工程师和研究人员在相关领域的设计和研究具有重要参考价值。