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空间钢框架在地震作用下发生倒塌的过程涉及多方面的复杂行为,包括动力行为、几何非线性、材料非线性、断裂、接触与碰撞等。然而传统有限单元法由于受到理论上的限制,在求解这类复杂行为上存在困难。本文以有限质点法为基本分析手段,以MATLAB软件为计算分析工具,对地震作用下空间钢框架结构的倒塌过程进行了模拟和分析。本文的主要研究工作有如下内容: 阐述了有限质点法的基本理论,对基于有限质点法的空间梁系结构的计算方程式进行了建立和求解,以典型算例验证了算法的稳定性,讨论了质点划分密度对计算精度的影响,表明质点密度的提高有利于提高计算精度。使用MATLAB软件编写了使用空间梁单元进行动、静力分析的的基本程序框架。 建立了基于有限质点法的空间钢框架模型,提出了计算时间步长和质?阻尼的确定方法,对钢框架做了静力分析和地震作用下的动力响应分析,与有限单元法分析的结果进行对比,结果表明基于有限质点法建立的模型是正确的,地震响应分析方法是有效的。 提出了有限质点法处理结构几何非线性和材料非线性问题的基本思路、建立了构件断裂判断准则、失效模式以及断裂后质点性质的计算方法,算例表明非线性分析以及断裂算法是合理有效的。模拟了地震作用下空间钢框架的倒塌过程,表明有限质点法能够较好的追踪倒塌过程中的形态和内力变化,有助于深入认识空间钢框架结构的破坏机理。 理论推导、数值模拟以及程序的编制过程表明,有限质点法对于地震作用下结构倒塌模拟是可行且有效的,为地震作用下结构的倒塌研究提供了新的技术手段。