开合屋盖结构是在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构。与传统的结构形式相比,其最大的特点是结构存在运动状态,由此引起被动碰撞所产生的结构反应往往比地震作用及风荷载作用下产生的反应更加明显,尤其开合屋盖的屋盖单元与固定物的碰撞更具有突发性和破坏性,不仅使网壳发生很大的塑性变形,还有可能造成屋盖单元的破坏引发坠落,给国家的生命和财产造成巨大损失,因此从开合屋盖的被动安全碰撞机理出发,深入研究薄壁钢管吸能装置性能状况意义重大。本论文主要研究了:(1)从大型复杂开合屋盖体系的碰撞机理,耗能原理出发,针对已设计的薄壁方钢管这类吸能装置,采用有限元程序ANSYS/LS-DYNA和响应面法,建立优化目标函数,计算得到优化模型下的最优化结果;(2)在已有薄壁钢管等吸能装置的前提下,在借鉴了高速公路防护栏的相关原理,基础部分增加了П形薄壁钢,通过非线性有限元程序ANSYS/ LS-DYNA的计算,和无П形薄壁钢时碰撞情况做了对比;(3)根据已建成的开合屋盖,对其驱动方式进行了总结,就其特点详细说明,同时还对行走台车及其对轮轨的特殊荷载进行了分类,针对单轨单轮式行走台车在轨道接头处产生的冲击力,按照弹性碰撞理论,分析并计算。通过对薄壁方钢管的优化设计,为开合屋盖吸能元件的设计提供参考;通过有无П形薄壁钢的模拟对比,验证了其吸能装置保护活动屋盖的可靠性和优越性;通过浙江黄龙体育中心具体实例验证了轨道接头冲击力计算公式的准确性。