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单层网壳结构动力稳定性分析方法 被引量：99
1
作者 郭海山 沈世钊 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期1-9,49,共10页
本文系统分析了单层网壳结构动力稳定性的研究方法。论证了对于在复杂荷载作用下非线性、多自由度复杂结构的动力稳定性问题,基于严格数学定义的Lyapunov运动稳定性理论目前尚不能提供有效的判别准则。通过理论分析和计算指出“刚度矩... 本文系统分析了单层网壳结构动力稳定性的研究方法。论证了对于在复杂荷载作用下非线性、多自由度复杂结构的动力稳定性问题,基于严格数学定义的Lyapunov运动稳定性理论目前尚不能提供有效的判别准则。通过理论分析和计算指出“刚度矩阵的正定与负定”不足以判定结构是否动力失稳。提出了动力响应全过程曲线的概念,并以此曲线为基础结合结构的时程响应曲线来判定网壳结构的动力稳定性。通过对不同类型荷载、不同计算条件下的网壳结构的弹性和弹塑性动力稳定性的分析,验证了本文所提判别方法的合理性。 展开更多
关键词 单层网壳结构 动力稳定性 荷载 刚度矩阵 地震作用
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大跨度网壳结构抗风研究现状 被引量：16
2
作者 李元齐 董石麟 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2001年第5期50-53,共4页
对大跨度空间结构而言 ,风荷载作用是结构设计中的主要荷载之一。对于大跨度单层网壳结构的抗风设计 ,目前尚无设计规范可依。为对该类结构的风致振动进行深入研究 ,首先回顾和总结了大跨度单层网壳结构抗风设计方法及已有的风荷载模拟... 对大跨度空间结构而言 ,风荷载作用是结构设计中的主要荷载之一。对于大跨度单层网壳结构的抗风设计 ,目前尚无设计规范可依。为对该类结构的风致振动进行深入研究 ,首先回顾和总结了大跨度单层网壳结构抗风设计方法及已有的风荷载模拟技术 ,并指出目前尚存在的问题 ,为大跨度单层网壳结构抗风分析提供借鉴。 展开更多
关键词 大跨度网壳结构 单层网壳结构 风荷载 抗风设计
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单层网壳结构稳定性分析的改进随机缺陷法 被引量：23
3
作者 唐敢 尹凌峰 +1 位作者 马军 赵惠麟 《空间结构》 CSCD 2004年第4期44-47,35,共5页
初始几何缺陷对网壳结构稳定性的影响是结构设计中的一个关键问题.对一致缺陷模态法和随机缺陷法的优缺点进行理论分析,提出了改进随机缺陷法,它弥补了随机缺陷法人工计算量大的缺点,也回答了设计临界荷载和一致缺陷模态法得到的临界荷... 初始几何缺陷对网壳结构稳定性的影响是结构设计中的一个关键问题.对一致缺陷模态法和随机缺陷法的优缺点进行理论分析,提出了改进随机缺陷法,它弥补了随机缺陷法人工计算量大的缺点,也回答了设计临界荷载和一致缺陷模态法得到的临界荷载的可靠性问题. 展开更多
关键词 单层网壳结构 模态法 初始几何缺陷 临界荷载 稳定性分析 结构设计 随机
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单层柱面网壳结构地震模拟振动台试验研究 被引量：22
4
作者 邢佶慧 柳旭东 +1 位作者 范锋 沈世钊 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期1-8,共8页
本文通过对一单层柱面网壳缩尺模型进行小幅值正弦波扫频和不同强度的地震模拟振动台试验,系统研究了单层网壳结构自振特性、弹性及弹塑性抗震性能,观察其塑性发展过程和破坏特征,并采用ANSYS软件对试验结果进行了进一步的分析和验证。... 本文通过对一单层柱面网壳缩尺模型进行小幅值正弦波扫频和不同强度的地震模拟振动台试验,系统研究了单层网壳结构自振特性、弹性及弹塑性抗震性能,观察其塑性发展过程和破坏特征,并采用ANSYS软件对试验结果进行了进一步的分析和验证。研究表明,网壳结构频谱密集,地震响应复杂,水平与竖向位移响应同一量级;强震作用下仍具有良好的抗震性能和较大的安全储备;破坏前经历较充分的塑性发展过程,破坏的真正原因是结构塑性发展和位形变化的交互作用;同时,试验数据与ANSYS的理论计算结果吻和较好,说明采用数值模拟方法对网壳这类复杂结构进行破坏机理的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 单层柱面网壳 振动台试验 抗震性能 塑性 单层网壳结构 竖向位移 地震模拟 安全储备 形变 强震
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单层网壳结构弹塑性稳定试验研究 被引量：12
5
作者 罗永峰 沈祖炎 胡学仁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第4期33-40,共8页
本文为了论证单层网壳结构弹塑性稳定分析的理论,进行了单层网壳结构的弹塑性稳定试验研究.结果表明,网壳结构的失稳具有缺陷敏感性,并且部分杆件的塑性变形对其稳定性能及承载能力有着显著的影响.
关键词 单层网壳结构 弹塑性 稳定分析 试验
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单层球面网壳结构动力强度破坏的双控准则 被引量：18
6
作者 杜文风 高博青 董石麟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1916-1920,1926,共6页
针对在地震等强动力荷载作用下单层球面网壳结构的动力强度破坏问题,通过探讨结构的耗能机理,将结构塑性累积耗能与最大变形进行线性组合建立了动力强度破坏的双控准则,并应用动力破坏指数判定结构的动力破坏程度.以一个跨度为40 m的K8,... 针对在地震等强动力荷载作用下单层球面网壳结构的动力强度破坏问题,通过探讨结构的耗能机理,将结构塑性累积耗能与最大变形进行线性组合建立了动力强度破坏的双控准则,并应用动力破坏指数判定结构的动力破坏程度.以一个跨度为40 m的K8,6型单层球面网壳结构为例,应用动力破坏指数进行了强震下的结构动力强度破坏分析,并同结构最大变形和塑性杆件比例等指标进行了对比.结果表明,应用双控准则和动力破坏指数可以有效地进行单层球面网壳结构动力强度破坏的量化分析,并且对于存在局部刚度薄弱的网壳结构结果更加合理. 展开更多
关键词 单层网壳结构 动力强度破坏 动力破坏指数 双控准则
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单层网壳动力失效的形式与特征研究 被引量：18
7
作者 杜文风 高博青 董石麟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期39-46,65,共9页
研究了动力荷载作用下单层网壳结构的失效形式和特征。通过探讨结构的耗能机理,将结构塑性累积耗能与最大变形线性组合建立了结构动力破坏分析的新量化指标。并以一个跨度40m的K8,6型单层球面网壳结构为例,分析了两种可能的结构动力失... 研究了动力荷载作用下单层网壳结构的失效形式和特征。通过探讨结构的耗能机理,将结构塑性累积耗能与最大变形线性组合建立了结构动力破坏分析的新量化指标。并以一个跨度40m的K8,6型单层球面网壳结构为例,分析了两种可能的结构动力失效形式及其特征,对不同矢跨比和不同荷载作用方式时的结构失效形式进行了详细的参数分析。结果表明:动力失稳呈现突变性,而动力强度破坏呈现延性,根据动力破坏指数的变化规律可判断结构发生动力失效的形式。 展开更多
关键词 单层网壳结构 动力破坏指数 动力失稳破坏 动力强度破坏 参数分析
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单层网壳结构的动力稳定实验研究 被引量：14
8
作者 叶继红 沈祖炎 《空间结构》 CSCD 1997年第2期34-39,33,共7页
本文介绍了一个２．５ｍ×０．１３ｍ的单层穹顶网壳模型的振动台实验过程，成功地完成了单层网壳结构的动力稳定实验研究。通过实测结果与理论结果的比较，验证了动力稳定判别准则的正确性及时程计算程序的可靠性。
关键词 单层网壳结构 动力稳定 实测结果 穹顶 振动台 计算程序 正确性
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单层网壳结构稳定性分析的随机缺陷模态迭加法 被引量：17
9
作者 刘慧娟 罗永峰 +1 位作者 杨绿峰 张伟 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1294-1299,共6页
根据几何非线性有限元理论,结合单层网壳结构的随机缺陷概率模型,提出了基于Timeshenko梁理论的网壳结构稳定性随机缺陷模态迭加法.推导建立空间Timeshenko梁单元的几何非线性切线刚度矩阵方程,在特征值屈曲分析基础上,建立结构缺陷模... 根据几何非线性有限元理论,结合单层网壳结构的随机缺陷概率模型,提出了基于Timeshenko梁理论的网壳结构稳定性随机缺陷模态迭加法.推导建立空间Timeshenko梁单元的几何非线性切线刚度矩阵方程,在特征值屈曲分析基础上,建立结构缺陷模态参与系数的概率模型,采用Monte Carlo法对具有随机缺陷的结构进行稳定承载力分析,进而提出了单层网壳结构稳定性随机缺陷模态迭加法.算例分析表明,该法克服了已有传统方法随机变量过多的局限,可精确识别出结构失稳的最不利缺陷模式,获得最不利缺陷分布下的稳定承载力,并可对结构屈曲的全过程进行跟踪分析,具有良好的计算精度和计算效率. 展开更多
关键词 单层网壳结构 随机缺陷模态迭加法 最不利缺陷模式 稳定承载力 Timeshenko梁理论
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一种新型网壳结构节点的试验研究与有限元分析 被引量：10
10
作者 王先铁 郝际平 +1 位作者 钟炜辉 丁维 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2005年第3期316-321,共6页
结合工程实际,提出了一种用于单层网壳结构的新型毂形节点,对这种节点进行了足尺试验研究,并用有限元软件AN SY S对这种节点的极限承载力进行了非线性有限元计算,并将二者结果进行比较.分析了节点直径和壁厚对节点受压承载力的影响.对... 结合工程实际,提出了一种用于单层网壳结构的新型毂形节点,对这种节点进行了足尺试验研究,并用有限元软件AN SY S对这种节点的极限承载力进行了非线性有限元计算,并将二者结果进行比较.分析了节点直径和壁厚对节点受压承载力的影响.对具有不同壁厚和直径的节点进行了数值计算,提出了节点受压极限承载力的计算公式根据试验结果提出了改进节点受拉性能的措施,可供工程设计人员和研究人员参考. 展开更多
关键词 新型毂形节点 非线性有限元 极限承载力 试验研究 单层网壳结构 结构节点 有限元分析 有限元计算 受压承载力 工程设计人员
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上海科技馆单层网壳结构节点受力分析 被引量：12
11
作者 赵金城 许洪明 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2001年第10期7-9,共3页
采用ANSYS有限元分析程序对上海科技馆单层网壳结构典型节点进行了分析 ,通过对节点上的连接杆件、节点板、螺栓的受力分析 。
关键词 单层网壳结构 节点 有限元 科技馆 上海
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单层网壳结构性能分析 被引量：7
12
作者 王成博 毕继红 +3 位作者 田力 刘兴业 赵建 赵志刚 《空间结构》 CSCD 1997年第4期14-21,共8页
本文应用ＳｕｐｅｒＳＡＰ９３计算程序，对单层网壳结构做了静力、动力、稳定分析；研究了温度效应、支座约束以及不同矢跨比等因素对结构的影响；得出了一些有益的结论。
关键词 单层网壳结构 静力 支座 计算程序 温度效应 约束 动力
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单层网壳结构弹塑性屈曲分析的离散单元法研究 被引量：11
13
作者 叶继红 张梅 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期30-37,47,共9页
该文提出离散元塑性区法,即将任意2个球元的接触截面划分成若干小面积,通过各小面积的应力状态描述整个截面的塑性发展过程,较离散元塑性铰法更精确。该文推导了杆系离散元截面应变增量计算公式,建立了截面在三维应力-应变状态下的结构... 该文提出离散元塑性区法,即将任意2个球元的接触截面划分成若干小面积,通过各小面积的应力状态描述整个截面的塑性发展过程,较离散元塑性铰法更精确。该文推导了杆系离散元截面应变增量计算公式,建立了截面在三维应力-应变状态下的结构弹塑性本构方程、加卸载准则、截面内力积分公式以及计算分析流程。离散元弹塑性屈曲分析的追踪策略与弹性屈曲分析完全相同,即仍采用离散元力控制法或位移控制法。采用Fortran语言自编程序对若干单层网壳结构算例进行弹塑性屈曲分析,验证了离散元塑性区法的正确性和适用性,拓宽了离散单元法在工程领域的应用范围,为结构分析提供了新路径。 展开更多
关键词 离散元法 离散元塑性区法 单层网壳结构 弹塑性屈曲分析 塑性开展
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单层预应力网格钢结构稳定性研究 被引量：7
14
作者 苏慈 沈祖炎 +3 位作者 罗永峰 汤荣伟 张伟育 汪大绥 《结构工程师》 2005年第3期30-33,24,共5页
某单层预应力网格幕墙钢结构由形似花瓣的5个独立的外加预应力索网的椭球形单层网格杆系结构组成,每根竖杆均为一通长连续构件,而横杆则与竖杆铰接,形成一组特殊的单层网壳结构。钢网壳内侧通过连杆铰支于内部混凝土结构上,外侧为预应... 某单层预应力网格幕墙钢结构由形似花瓣的5个独立的外加预应力索网的椭球形单层网格杆系结构组成,每根竖杆均为一通长连续构件,而横杆则与竖杆铰接,形成一组特殊的单层网壳结构。钢网壳内侧通过连杆铰支于内部混凝土结构上,外侧为预应力索网。此网格结构并非作为屋盖水平放置,而是作为玻璃幕墙的支承结构垂直放置,其连接与支承方式均不同于常规的单层网壳。本文深入探讨这类型特殊网壳的稳定性态和特征,对类型该结构的线性稳定,完善结构非线性稳定,有初始缺陷结构非线性稳定和弹塑性稳定进行分析,得出几点有益的结论,为该类型网壳结构的设计提供数据资料和依据。 展开更多
关键词 钢结构 稳定性研究 预应力索网 非线性稳定 单层网壳结构 混凝土结构 弹塑性稳定 结构组成 网格结构 支承结构 玻璃幕墙 支承方式 缺陷结构 数据资料 椭球形 钢网壳 类型 放置 杆系 铰接 铰支 屋盖
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节点刚性对带拱肋单层柱面网壳的稳定性影响研究 被引量：5
15
作者 罗永峰 胡素娟 +1 位作者 沈祖炎 胡学仁 《空间结构》 CSCD 1995年第2期18-22,共5页
本文采用大位移带刚臂梁－柱单元，分析并研究了结构节点刚性对由杆系拱加强的单层柱面网壳的稳定性的影响。文中对杆系拱－单层柱面网壳这种杂交结构体系进行了考虑及不考虑节点刚性的非线性大位移分析，并与试验曲线作了比较。结果表... 本文采用大位移带刚臂梁－柱单元，分析并研究了结构节点刚性对由杆系拱加强的单层柱面网壳的稳定性的影响。文中对杆系拱－单层柱面网壳这种杂交结构体系进行了考虑及不考虑节点刚性的非线性大位移分析，并与试验曲线作了比较。结果表明，结构节点体系的刚性对单层网壳结构的稳定性的影响是值得注意的。 展开更多
关键词 单层柱面网壳 结构节点 单层网壳结构 梁柱单元 大位移 结构体系 稳定性 拱肋 非线性
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空腹网壳结构的静力稳定性与极限承载力研究 被引量：7
16
作者 杜文风 朱黎明 +1 位作者 张慧 杨国忠 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 2008年第3期99-102,共4页
针对空腹网壳结构的静力稳定性及其极限承载力问题,应用非线性有限元法进行了研究.采用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析两种分析方式考查了空腹网壳结构的屈曲模态和失稳全过程,通过大规模的几何参数分析,计算得到了矢跨比、网壳厚度、... 针对空腹网壳结构的静力稳定性及其极限承载力问题,应用非线性有限元法进行了研究.采用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析两种分析方式考查了空腹网壳结构的屈曲模态和失稳全过程,通过大规模的几何参数分析,计算得到了矢跨比、网壳厚度、腹杆截面等参数取不同数值时的结构极限承载力,并与单层网壳结构进行了对比.结果表明,空腹网壳结构以整体失稳为主,在用钢量相同的情况下极限承载力比单层网壳结构提高2.87倍.空腹网壳结构既具有单层网壳结构简洁美观,又有双层网壳结构的稳定性好和承载力高的优点,是一种优良的结构形式. 展开更多
关键词 空腹网壳结构 几何非线性 极限承载力 单层网壳结构
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基于杆系离散单元法的单层网壳结构屈曲行为研究 被引量：7
17
作者 叶继红 张梅 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期50-57,共8页
离散单元法因适合处理大位移、非线性和非连续等问题而逐渐被应用于结构工程中,但采用离散单元法进行结构屈曲全过程分析还有待研究。为此,基于杆系离散单元法的基本理论和计算方法,提出离散元力控制法及离散元位移控制法,研究上述方法... 离散单元法因适合处理大位移、非线性和非连续等问题而逐渐被应用于结构工程中,但采用离散单元法进行结构屈曲全过程分析还有待研究。为此,基于杆系离散单元法的基本理论和计算方法,提出离散元力控制法及离散元位移控制法,研究上述方法在结构弹性屈曲全过程分析中的特点及适用性,同时给出离散元位移控制法(力控制法不需要单独处理)对不同荷载工况的处理方法及离散元法在进行结构弹性屈曲分析时的计算流程。采用Fortran语言自编程序,对典型算例进行弹性屈曲全过程分析,与传统方法相比,该方法无需组集刚度矩阵,对几何非线性问题不需特殊处理即可模拟结构的屈曲行为,更具优越性,并通过结果对比,验证了离散单元法在单层网壳结构弹性失稳全过程分析中的有效性。 展开更多
关键词 单层网壳结构 杆系离散单元法 屈曲分析 位移控制法 力控制法 数值模拟
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单层网壳结构在地震作用下的弹塑性动力响应研究 被引量：1
18
作者 陈军明 陈应波 吴代华 《钢结构》 2002年第6期6-9,共4页
采用U L有限元列式 ,基于各向同性强化模式 ,Von Mises屈服准则和Prandtl Renss增量理论 ,针对强烈地震作用 ,考虑结构的几何和材料非线性 ,研究单层网壳在多维地震作用下的弹塑性动力响应计算。提出了一种有效的适用于网壳结构非线性... 采用U L有限元列式 ,基于各向同性强化模式 ,Von Mises屈服准则和Prandtl Renss增量理论 ,针对强烈地震作用 ,考虑结构的几何和材料非线性 ,研究单层网壳在多维地震作用下的弹塑性动力响应计算。提出了一种有效的适用于网壳结构非线性动力响应的增量 /迭代有限元计算方法 ,考虑了转角大位移的精确计算 ,并对一个短程线形单层球面网壳结构进行了地震响应的双重非线性时程分析研究 。 展开更多
关键词 单层网壳结构 弹塑性 动力响应 非线性 地震响应 延性抗震
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基于杆系离散元理论考虑构件断裂的单层网壳结构倒塌破坏模拟研究 被引量：1
19
作者 叶继红 许强 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页
塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂... 塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂模拟的精度。首先介绍杆系离散元法的基本理论,以及宏观塑性铰模型和微观韧性断裂损伤模型具体计算流程;然后给出将两者联合分析的具体实施策略,即以接触截面边缘最不利点处的应力作为整个截面的应力状态,进而调用韧性断裂损伤模型。最后采用Fortran语言编制相应的分析程序,并通过悬臂梁断裂算例和单层网壳振动台倒塌试验,验证该算法对模拟杆件断裂行为的可行性和有效性。杆系离散元法模拟构件断裂时,截面发生开裂,颗粒间发生脱离是一个自然的过程,无需其他任何修正即可实现结构由连续体状态向断裂后非连续体状态过渡,与有限元方法相比,不存在网格畸变重划分、迭代不收敛的问题,更具计算优势,为大跨空间网壳结构倒塌破坏分析提供新的计算手段。 展开更多
关键词 杆系离散元法 断裂 单层网壳结构 塑性铰模型 韧性断裂损伤模型
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基于AP法的单层球面网壳结构地震倒塌破坏分析
20
作者 吴文青 朱南海 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期632-639,共8页
在地震作用中,结构的薄弱部位构件可能会先发生初始失效,并导致结构在之后的地震中发生倒塌破坏。为研究在杆件初始失效下单层网壳结构的抗连续倒塌性能,通过增量动力分析方法(IDA法)确定网壳结构薄弱区域分布规律及结构的动力响应,引... 在地震作用中,结构的薄弱部位构件可能会先发生初始失效,并导致结构在之后的地震中发生倒塌破坏。为研究在杆件初始失效下单层网壳结构的抗连续倒塌性能,通过增量动力分析方法(IDA法)确定网壳结构薄弱区域分布规律及结构的动力响应,引入最大响应参数(应力、塑性应变、等效塑性应变等)杆件作为初始破坏杆件,采用备用荷载路径法(AP法)分析剩余结构在之后的地震作用中产生的动力响应。结果表明:单层网壳结构地震薄弱区处于底部区域,且受地震影响较大。在地震作用下,处于薄弱区域的杆件初始失效会使结构节点最大竖向位移、塑性杆件比例、总应变能等结构响应参数急剧增大,并且加速了结构的凹陷。由于杆件的初始失效,其两端节点发生较大塑性,周围杆件塑性发展明显,应重点关注处于地震薄弱区的杆件,该区域杆件若发生初始失效将对结构产生影响较大。 展开更多
关键词 单层网壳结构 增量动力分析 备用荷载路径法 初始失效 连续性倒塌
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