B—R准则在大跨空间结构风致动力稳定中的应用.pdf

第 1 1卷 2 01 2焦 第6期 1 2月 广州大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f G u a n g z h o u U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n)Vo 1 1 l No 6 Dec 2 0l 2 文章编号：1 6 7 1 4 2 2 9(2 0 1 2)0 6 0 0 5 8 0 7 B R准则在大跨空问结构风致动力稳定中的应用 黄友钦，傅继 阳 (广州大学 广、I 1 大学一 淡江大学：【程结构灾害与控制联合研究中心，东 广州5 1 0 0 0 6)摘要：大跨空间结构在风荷载下容易出现动力失稳，属于非保守荷载下复杂系统的动力稳定性，目前研究得 较少 动力稳定性问题因具体问题而采用不同的研究方法，首要任务是确定合适的动力失稳判别准则 李亚普 诺夫运动稳定性理论是研究动力稳定问题的经典理论，但难以直接应用于复杂结构 B U D I A N S K Y等提 出的 B R准则基 于动力响应来判定 系统的动力稳定性，可以较好地适 用于非保 守荷 载下结构 系统 的动 力稳 定性研 究 通过理论分析和算例验证，文章阐明B R准则本质上是李亚普诺夫意义上的动力失稳判别准则 然后通过对一 单层柱面网壳干煤棚模型进行风洞试验，获得结构表面的风荷载时程 根据试验结果，对结构系统进行非线性 动力分析，进一步验证了B R准则在大跨空间结构风致动力稳定性研究的适用性 关键词：大跨空间结构；B R准则；动力稳定；风洞试验；李亚普诺夫理论 中图分类号：T U 3 9 1 文献标志码：A 大跨空间结构是一种重要 的现代建筑结构形 式，动力稳定性 是其 结构设计 中的重 要 问题 在 风、雪等动力荷载作用下，大跨空问结构容易发生 失稳破坏 ，但由于动力稳定问题的复杂性，其 在风场中的动力失稳 问题 目前研究得很少 以往 对大跨空间结构动力稳定性 的研究一般局限于阶 跃荷 载 等简 单荷 载 以及 地震 作用“文献 1 2 指 出可 以通过刚度矩 阵特性、计算 收敛性 和 结构最大动力位移与静力失稳相关结论 的比较来 判断单层网壳结构在风场中的动力失稳 在动力稳定性 问题 的研究 中，首先需要确 定 动力稳定性判别准则 大跨空 间结构在风荷 载作 用下属于非保守系统，当考虑结构的弹塑性时，动 力失稳判别准则的确定更加 困难 李 亚普诺 夫提 出的运动稳定性理论 ，是动力稳定性研究领域 的基本理论 该理论基 于运动微 分方 程给予运动 稳定性严密的数学定义 但是，很难将李亚普 诺大 运动稳定性理论直接应用于复杂结构 的动，J 稳定 性研究 B U D I A N S K Y等提 出 r B R准则 用于 判定复杂结构系统动力稳定性，通过非线性动 力响应分析得到位移随荷载 的变化 曲线，将 荷载 微小变化导致位移突然增加的荷载作为动力失稳 的临界荷载 B R准则适用于保守 系统和非保守 系统，广 泛 应 用 于 工 程 结 构 的 动 力 稳 定 性 分 析 但是，文献 1 5 未进一步说 明 B R准则 是否符合李亚普诺夫理论对于运动稳定性的严格 定义 本文首先从概念上 比较两者的不同之处，并 通过算例证明两者对于动力失稳临界荷载得到相 同结论，证 明 B R准则本质 上是李亚普诺夫意义 七的动力失稳判别准则 然后，通过风洞试验和有 限元分析，验证 B R准则在 风荷载下单层网壳结 构动力稳定性研究中的适用性 1 动力系统运动方程和李亚普诺夫 运动稳定性定义 1 1 运 动方 程 n自由度动力系统的构形可由广 义坐标()描述：q(t)=(q (t)，q (t)，q (t)假设 系统 有，v个集中质最，集中质量的位置矢量(t)(=1，2，v)，=(q (t)连续可微 则系统 的动 能 _u 表示为 7|1 ：()q q，=1 t =收稿 日期：2 0 1 2 0 3 2 6；修 回日期：2 0 1 20 9 2 0 基金项 目：家 f_；I 然科学 金项 目(5 0 9 7 8 0 6 3、5 1 2 0 8 1 2 6)资助 作者简介：黄友钦(I 9 8 2一)，男，助 研究 员，博上 E-m a i l：y q h u a l l n i 也 g m a i l lf l 第 6期 黄友钦等：B R准则在大跨空间结构风致动力稳定 中的应用 5 9 K(，(1)式 =：薹 m 等 等 2，n，3 根据动能表达式，K为主 的正定函数，因此 正定，从而得到 l l 0和 可逆 I 2 结构上第 i 个 自由度的广义力 Q 为 Q =_【d,O K),一 O K，=l，2，n(2)Q 可进一步写成)(3)式中，E为广义力势能，Q；为摩擦力、时变力等非 保守力的分量 将式(3)代入式(2)，且定义拉格朗 日因子：(堡，)=(堡，)一E(垡)，从而建立拉格朗 日运动 方程 孚()一 O L：Q I，1，2，n (4)一 ，z，斗)根 据，鲁(券)主 +喜 可 得 +i d 2L-c一 一 O L=Q：(5)由于 可逆，所以上式变为=G(q，t)(6)令=，得到 型=一G(望，t)1 2 运动稳定性定义(7)若定义=(望，)=(g 1，g 2，g ；1，2，)吼 ，则式(7)成为李亚普诺夫理论的标准微 分方程=厂(，t)(8)令(t)=苎(，X o，t0)和Y(t)=(，Y o，0)满足 方程(8)，且定义(t)的扰动量为u(t)=Y(t)一 (t)-_u(t，U o，t 0)(_U o=兰(t 0)=Y o X o)，因此 堕=一 =厂(，t)一 ，t)=(兰+，t)-f(苎，)兰F(u，t)(9)也即 u=F(“，t)(1 0)由于F(0，t)-0，故(t)-0 为式(1 0)的解，也 即式(8)的解(t)因此，研究式(8)的解戈(t)的稳 定性，等价于研究式(1 0)的解(t)兰0 的稳定性，也即平衡状态u(t)-0 的稳定性 从而得到李亚普诺夫运动稳定性定义：对于 0，存在6()0，若 ll ll (占)()lI 时墨(f，。)可能呈现 出无穷大(图 2(b)图 1 动力稳定临界系数 的确定 F i g 1 E s t i m a t i o n o f c r i t i c a l p a r a me t e r，D 广州大学学报(自然科学版)第 1 1 卷(。0)()(a)(b)图2 垦(f，o。)最大响应墨(f，。)随系数_厂 的变化 F i g 2 V a r i a t i o n i n R (f，o。)w i t h t h e c o e f f i c i e n t f 2 2两种判别方法的概念比较 由上文可知，李亚普诺夫动力失稳判别 方法 与 B R准则的不 同在于：前者从数学意义 上对结 构位移施加干扰，若响应突然增加，则认为结构系 统发生动力失稳；而后者通过给予荷载微小增量，若 响应突然大幅增加，则结构视 为动力失稳 实 际 上，给予荷载微小的增量，等 同于对结构位移施加 干扰，因此在本质上李亚普诺夫动力稳定性定 义 与 B R准则是等价的 下文将两种方法 同时用于判定文献 1 5 中研 究对象的动力稳定性，比较二者得到的临界荷载，以进一步表明两种判别方法的一致性 3 算例验证 文献 1 5 根据非线性计算理论，由伽 辽金法 求解阶跃压力荷载作用下浅球壳 的响应，通过 B R准则来判定系统的动力稳定性 编制有 限元程 序对文献 1 5 中的结构系统 进行 动力分析，首先 验证本文计算程序 的正确性，然后基 于本 文计算 结果根据李亚普诺夫运动稳定性定义和 B R准则 来判定该系统 的动力稳定性，证 明两种方 法得到 相同的动力失稳临界荷载 用于分析的浅球壳 的剖面图和相关几何尺寸 见图 3，具体数据取值参见文献 1 5 作用于结构 的动力荷载是持时为 t 的阶跃荷载(图4)计算结 果通过 以下无量纲参数来表示，取 r=5和 A=5 图3 球壳的几何参数图 Fi g 3 Ge o me t r i c a l p a r a me t e r s o f t h e s ha l l o w s he l l 二 二 I l I 4 作用 _f 结构的阶跃荷载 F i g 4 Re c t a ng u l a r p r e s s ur e h i s t o r y 以球壳的竖向位移与平均初始高度的比值来 表示其在动力荷载下的竖向位移，=瀛 (1 3)3 1 验证计算程序 该浅球壳的有限元模型见图 5，非线性动力响 应分析的计算步骤见图 6 根据计算结果可得到结 构竖向位移 随压力参数 P的变化，与文献 1 5 j 中的变化曲线(图 7)比较接近，可根据 B R准则可 得到 文献 1 5 相 同的动力荷载失稳临界值 P =0 5 2，说明了本文计算程序得到的结果是可靠的 图5 浅球壳有限元模型 Fi g 5 F i n i t e e l e men t mo de l o f t h e s h a l l o w s h e l l 建立结构的有限元模型 增大 动力 荷载 输入动力荷载信息 设置非线性动力分析的求解控制信息 设置时间步信息 求解结构系统的非线性动力方程 输 出节点位移响应 时程 输出：节点位移响应最大值 最大位移响应节点的位移响应时程 结构的最大变形 输出最大位移响应随动力荷载的变化曲线 图6 动力分析计算步骤 Fi g 6 Di a g r a m o f s t e ps f o r t h e dy n a mi c a na l y s i s 第 6期 黄友钦等：B R准则在大跨空间结构风致动力稳定中的应用 6 1 2 5 2 0 鉴 l 0 0 5 O O O O O 2 04 0 6 O 8 p 图7 结构竖向位移最大值随荷载的变化曲线 F i g 7 V a r i a t i o n i n ma x i mu m d i s p l a c e me n t w i t h l o a d 3 2 两种失稳临界荷载的比较 根据李亚普诺夫 的运动稳定性理论，当结构 位移受到初始扰动后，若 响应扰动量突然变大，则 认为系统动力失稳 在 P=0 4和 P=0 5 2两种荷 载下，对系统施 以微小扰动 假设初始扰动的最大 值为 0 0 5 m(即为球壳投影半径 的 0 5)，扰动 量的分布与重力 下结构位移分布相 同 计算得到 干扰前、后结构的最大竖 向位移 随荷 载的变化 曲 线(图 8)和不 同荷载下球壳中心点的竖 向位移随 时间的变化曲线(图9)图 8中虚线表示的区域为 受到扰动的荷载区域，实心方块为受扰前 的响应，空心三角块为受扰后 的响应 潍 l O 笾 旧 嘣 0 5 P =0 5 2为该动力系统 的失稳 临界荷 载，与 B R 准则计算得到的失稳临界荷载一致 叵 图9 不同荷载下球壳中心竖向位移随时间的变化 Fi g 9 Va r i a t i o n i n c e nt r a l d i s p l a c e me nt wi t h t i me 4 采用 B R准则分析风致动力稳定 4 1 结构模型风洞试验 试验对象是一个结构形式为单层柱面网壳 的 干煤棚 该结构为纵 向边缘 落地支承，跨度 2 5 m，纵向长度 3 5 m，高度 9 7 m 通过刚性模型风洞试 验获得网壳表面 的非定常风荷 载，试验在 同济大 学土木工程防灾国家重点实验室 T J一 2风洞 中完 成 刚体模型(图 1 0)在外形上与实物几何相 似，模型上布置数量足够 的测压孔，以测量该 点处 的 风压 试验模拟了干煤棚所处 的 B类风场 该柱面 网壳位于强台风区，5 0 a 重现期对应的基本风压 为 0 8 0 k P a，试 验参考点 的风速为 1 2 m s 图 1 1为风洞试验测得的风向角为 9 0。时柱面 网壳的 表面风压 系数分布，图 1 1(a)为净平均风压系数 分布，(b)为脉动风压系数分布 定义来流风沿与 柱面 网壳纵轴垂直 的方 向吹 向柱 面网壳时风 向角 为 9 0。对结构表 面按 照杆件刚接点进行分块，然后 将表面风压换算为节点集中力，厂 A (1 4)i=1 式 中，F 为节点集 中力；厂 为风荷载增大系数；P 为 测点 i 对应 的实际风压值；A 为测点 i 对应 的结构 表面积；n为分块 内的测压点总数；所有力矢量都 垂直于结构表面 P 为 B类风场下各测点的风压 6 2 广州大学学报(自然科学版)第 1 1 卷 系数换算得到 的实际风压时程(包括平均风压和 脉动风压荷载)图 1 0试验刚性模型 Fi g 1 0 Ri g i d mo d e l i n t h e t e s t s 一 (b)图 1 1 9 0。风 向角 F l碉壳 的风压 系数分布 F i g 1 1 C o e f f i c i e n t s o f w i n d p r e s s u r e i n 9 0。4 2 计算模型简介 该 网壳结构 的单 向斜杆正交正放 网格尺寸为 2 0 m 3 0 m，杆件之 间的夹角超过 3 0。结构杆 件均采用无缝钢管，外径 0 2 1 9 m，壁厚 0 0 0 6 m，长细 比均小于 1 5 0，结构用钢量 3 3 k g m 在屋 盖永久和可变荷载下结构最大位移 0 0 5 m，小于 规范要求的位移 限制，即网壳跨度的 1 4 0 0 2 4-2 6 非线性动力分析中考虑结构的几何与材料非 线性 用空间梁单元模拟杆件，节点为刚性连接，采用刚性支承，即约束支承节点的所有 自由度 输 入式(1 4)表示 的风荷载，通过不断增加荷 载增大 系数来增加结构表面 的风荷载，根据 B R准则来 判断该结构系统的动力稳定性 4 3 计算结果及分析 用结构上所有的节点在计算时长内的位移响 应最大值来表示“结构特征位移”，=m a x m a x(w，t)，a l l n o d e s (1 5)由特征位移 随荷载系数厂的变化(图 1 2)和不同荷载系数厂 下结构位移最大的节点 的响应 时程(图 1 3)可知，当f1 5后，厂的很小变化就引 起 值的突然增加，曲线 的变化趋势十分明显 当 厂：2 1时，结构位移最大点 已变形至支承平 面以 下 根据 B R准则，f=1 5可作 为该结构在风荷载 下的“动力失稳”临界荷载，也 即当结构表面风压 为风洞试验所测风压 的 1 5倍 时，结构 出现动力失 稳 这一实际结构具有足够的抗风稳定性 5 结 论 本义通过理论分析和计算 实例，证 明 r B R 准则本质上 与李亚普诺夫动力稳定性定 义是 一 致 的 通过J x l 洞试验和结构动力分析，证明了 B R准 则可用于判定大跨卒问结构在风荷载下的动力稳 定性，所研究 的单层 网壳结构在风荷载下具有足 够的动力稳定性 1 1 1 图 l 2 随_厂的变化曲线 F i g 1 2 V a r i a t i o n i n w i t h f 0 1 2 3|图 l 3 不同厂下结构位移最大点的位移时程 F i g 1 3 T i me d i s p l a c e me n t h i s t o r i e s o f n o d e s wi t h t h e l a r g e s t d i s p l a c e me n t 本研究获广州大学新苗计划项目(1 0 1 1 0 1)资助 2 9 6 3 ，趟器 第6 期 黄友钦等：B R准则在大跨空间结构风致动力稳定中的应用 6 3 Re f e r e nc e s：1 R O S S S S C o n s t r u c t i o n d i s a s t e r：d e s i g n f a i l u r e s，c a u s e s，a n d p r e v e n t i o n M N e w Y o r k：Mc G r a w H i l l I n c ，1 9 8 4 2 R E N S K L，R E N D O N H O，B O S E L A P AF o r e n s i c e n g i n e e ri n g M N e w Y o r k：A S C E，2 0 0 0 3 B O S E L A P A，D E L A T r E N J F o r e n s i c e n g i n e e r i n g M N e w Y o r k：A S C E，2 0 0 6 4 Z A L L E N R MR o o f c o l l a p s e u n d e r s n o w d r i f t l o a d i n g a n d s n o w d r i f t d e s i g n c r i t e ri a J J P e rf o r m C o n s t r F a c i l，1 9 8 8，2 (2)：8 0-9 8 5 S H E P HE R D R，F R O S T J D F a i l u r e s i n c i v i l e n g i n e e ri n g：s t r u c t u r a l，fou n d a t i o n a n d g e o e n v i r o n m e n t a l c a s e s t u d i e s M Ne w Yo r k：AS C E，1 9 9 5 6 E L L I N G WO O D B R，S MI L O WI T Z R，D U S E N B E R R Y D O B e s t p r a c t i c e s f o r r e d u c i n g t h e p o t e n t i a l fo r p r o g r e s s i v e c o l l a p s e i n b u i l d i n g s R N I S T I R，2 0 0 7：1 8 2 1 8 4 7 8 9 2 3 2 4 2 5 2 6 F E L D J C o n s t r u c t i o n f a i l u r e M N e w Y o r k：J o h n Wi l e y&S o n s，I n c ，1 9 6 8 H O L Z E R S M S t a t i c a n d d y n a m i c s t a b i l i t y o f r e t i c u l a t e d s h e l l s C C o l l o q u i u m Dy n a mi c L o a d s N e w Yo r k：AS C E，1 9 7 7：2 7 3 9 Y E J i h o n g D y n a mi c i n s t a b i l i t y o f s i n g l e l a y e r c y l i n d ri c a l r e t i c u l a t e d s h e l l s D C h i n e s e)o n S t a b i l i t y o f S t ru c t u r e s u n d e r S t a t i c a n d S h a n g h a i：T o n al U n i v e r s i t y，1 9 9 5 (i n WA N G C e D y n a m i c i n s t a b i l i t y o f s p h e r i c a l r e t i c u l a t e d s h e l l s D H a r b i n：H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y，1 9 9 7 (i n C h i n e s e)G U O H a i s h a n D y n a mi c i n s t a b i l i t y a n d e a r t h q u a k e r e s i s t a n c e o f s i n g l e-l a y e r s p h e r i c a l r e t i c u l a t e d s h e l l s D Ha r b i n：H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o gy，2 0 0 2 (i n C h i n e s e)I Jl Y，T A MU R A YN o n l i n e a r d y n a m i c a n al y s i s for l a r g e s p a n s i n g l e l a y e r r e t i c u l a t e d s h e l l s s u b j e c t e d t o w i n d l o a d i n g J Wi n d a n d S t ruc t u r e s，2 0 0 5，8(1)：3 5-4 8 L I A P U N O V A MS t a b i l i t y o f mo t i o n M N e w Y o r k：A c a d e mi c P r e s s，1 9 6 6 G U O H a l-s h a n D y n a m i c i n s t a b i l i t y o f s i n g l e l a y e r s p h e r i c a l r e t i c u l a t e d s h e l l s J J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s，2 0 0 3，2 4 (3)：1-9 (i n C h i n e s e)B U D I A N S K Y B，R O T H R S A x i s y mm e t r i e D y n a mi c B u c k l i n g o f C l a mp e d S h a l l o w S p h e ri c a l S h e l l s R Wa s h i n g t o n D C：NAS A T ND-51 01 9 6 2：5 9 7-6 0 6 H S U C S O n d y n a m i c s t abi l i t y o f e l a s t i c b o d i e s w i t h p r e s c r i b e d i n i t i a l c o n d i t i o n s J I n t J E n g n g S c i，1 9 6 6，4(1)：1-2 1 S I MI T S E S G J O n t h e d y n a m i c b u c k l i n g o f s h al l o w s p h e ri c a l c a p s J J A p p l Me c h，1 9 7 4，4 1(1)：2 9 9 3 0 0 S H U Z h o n g-z h o u S t a b i l i t y o f m o t i o n M C h e n g d u：S o u t h w e s t J i a o t o n g U n i v e r i s t y P r e s s，1 9 8 9 (i n C h i n e s e)C A S E Y J G e o me t r i c al d e ri v a t i o n o f l a g r a n g e s e q u a t i o n s for a s y s t e m o f p a r t i c l e s J A me r J P h y s，1 9 9 4，6 2：8 3 6 8 4 7 G A N T M A C H E R F L e c t u r e s i n A n al y t i c al M e c h a n i c s R M I R，1 9 7 5 B O L O T I N V VT h e d y n a m i c s t a b i l i t y o f e l a s t i c s y s t e m s M L o n d o n：H o l d e n-D a y，I n c ，1 9 6 0 B U D I A N S K Y B，H U T C H I O N J WD y n am i c b u c k l i n g o f i m p e r f e c t i o n s e n s i t i v e s t r u c t u r e s C P r o c e e d i n g s o f t h e E l e v e n t h I n t e r n a t i o n al C o n f e ren c e o f Ap p l i e d Me c h a n i c s Mu n i c h：S p rin g e r，1 9 6 4：6 3 6-6 5 1 B U D I A N S K Y B D y n a m i c b u c k l i n g o f e l a s t i c s t ru c t u r e s：c ri t e ri a a n d e s t i m a t e s C D y n am i c s t a b i l i t y o f s t ruc t u r e s-P r o c e e d i n g s o f a n i n t e rna t i o n al c o nfe r e n c e h e l d a t N o r t h w e s t e r n U n i v e r s i t y，Ne w Yo r k：P e r g a mo n P r e s s，1 9 6 7：8 3 1 0 6 J G J 6 1-2 0 0 3 T e c h n i c al s p e c i f i c a t i o n f o r l a t t i c e d s h e l l s S (i n C h i n e s e)S H E N Z u y a h，C HE N Y a n g-j i L a t t i c e d d s a n d s h e l l s M S h a n g h a i：T o n i U n i v e rs i t y P r e s s，1 9 9 7。(i n C h i n e s e)G B T 1 7 3 9 5-1 9 9 8 D i m e n s i o n，a p p e ar a n c e，w e i g h t a n d al l o w a b l e d e v i a t i o n o f s e aml e s s s t e e l p i p e s S (i n C h i n e s e)参考文献：9 叶继红 单层网壳结构的动力稳定分析 D 上海：同济大学，1 9 9 5 1 0 王策 球面网壳的动力稳定性 D 哈尔滨：哈尔滨工业大学，1 9 9 7 1 1 郭海山 单层球面网壳结构动力稳定性及抗震性能研究 D 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2 0 0 2 1 1 i n r r；加 广州大学学报(自然科学版)第 1 1卷 郭海山单层网壳结构动力稳定性分析方法 J 建筑结构学报，2 0 0 3，2 4(3)：l 一 9 舒仲周运动稳定性 M 成都：西南交通大学出版社，1 9 8 9 J G J 6 1 2 0 0 3网壳结构技术规程 S 沈祖炎，陈扬骥网架与网壳 M 上海：同济大学出版社，1 9 9 7 G B T 1 7 3 9 5 1 9 9 8无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 S Ap pl i c a b i l i t y o f B-R c r i t e r i o n i n t he wi nd i n du c e d d y na m i c i n s t a b i l i t y o f l a r g e s pa n s pa t i a l s t r uc t ur e s HUANG Y o u q i n，F U j i y a n g (G u a n g z h o u U n i v e r s i t y T a mk a n g U n i v e r s i ty J o i n t R e s e a r c h C e n t e r f o r E n g in e e r i n g S t r u c t u r e D i s a s t e r P r e v e n t i o n a n d C o n t r o l，G u a n g z h o u U n i v e r s i t y，G u a n g z h o u 5 1 0 0 0 6，C h i n a)Ab s t r a c t：L a r g e s p a n s p a t i a l s t r u c t u r e s a r e s u b j e c t e d t o d y n a mi c i n s t a b i l i t y u n d e r w i n d l o a d s，w h i c h i s i n t h e c a t e g o r y o f d y n a mi c i n s t a b i l i t y o f c o mp l e x s y s t e ms un de r n o n c o n s e r v a t i v e l o a d s a n d i s s e l d o m s t u d i e dTh e a p p r o a c h a d o p t e d i n t h e s t u d y o f d y n a mi c i n s t a b i l i t y d e p e n d s 0 n t he s p e c i fic pr o b l e m，a n d t he p r i n c i p a l t a s k i s d e t e r mi ni ng t h e a p p l i c a b l e c r i t e rio n Ly a p u n o v t he o r y i s t h e c l a s s i c t h e o ry i n t h i s fie l d，b u t i t c a n t i)e di r e c t l Y us e d f o r c o mp l e x s y s t e ms Ho we v e r，t h e B R c r i t e rio n br o ug h t f o r wa r d b y Bu d i a n s k y a n d Ro t h i s ba s e d o n t h e d y na mi c r e s p o n s e s o f s y s t e ms，a n d i s a p p l i c a b l e i n t h e s t u d y o f d y n a mi c i n s t a b i l i t y o f s y s t e ms u n d e r n o n c o ns e r v a t i v e l o a ds T he o r e t i c a l a n a l y s i s a n d c o mp u t a t i o n s a r e c a r r i e d o u t t o t e s t i f y t h a t t h e B R c r i t e r i o n i s i d e n t i c a l t o t h e Ly a p u n o v d e fin i t i o n o f t h e dy n a mi c i n s t a b i l i t y T h e n，wi n d t u nn e l t e s t s o f a s i n g l e l a y e r c y l i n d r i c a l r e t i c u l a t e d s h e l l a r e c o n d u c t e d，a n d t h e d y n a mi c wi n d l o a d s o n t h e s h e l l a r e o b t a i n e d A c c o r d i n g t o d a t a f r o m t h e t e s t s，n o n l i ne a r FEM a n a l y s i s i s c o mp l e t e d，a nd t h e a p p l i c a b i l i y o f t h e B-R c r i t e r i o n i n t he s t u d y o f d y n a mi c i n s t a b i l i t y o f l a r g e s p a n s pa t i a l s t r u c t u r e s u nd e r wi nd l o a d s i s v e r i fie d Ke y wo r d s：l a r g e s p a n s p a t i a l s t r u c t u r e s；B R c ri t e ri o n；d y n a mi c i n s t a b i l i t y；w i n d t u n n e l t e s t；L y a p u n o v t h e o ry 【责任编辑：刘少华】拍