索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是一種新型單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式，適合于玻璃采光頂結(jié)構(gòu)。它采用獨(dú)特網(wǎng)格形狀（平面四邊形網(wǎng)格）、網(wǎng)格形式（鋼結(jié)構(gòu)和柔性交叉斜索）、曲面形態(tài)（表面平移法形成）和節(jié)點(diǎn)形式，其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和抗震性能會與傳統(tǒng)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)有很大不同。目前，對索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的抗震性能還缺乏研究。
　　本文針對振型疊加法計(jì)算地震響應(yīng)，提出了模態(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)法用于挑選大跨空間結(jié)構(gòu)地震荷載作用下的主要參振模態(tài)，其原理是基于地震荷載空間分布模式和振型的相

2、似程度。本文根據(jù)不同網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式、不同地震波類型和不同地震波方向選取19個算例來分析檢驗(yàn)?zāi)B(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)方法的準(zhǔn)確性。獲得結(jié)論如下:模態(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)法可以準(zhǔn)確的選擇結(jié)構(gòu)主要參振模態(tài)計(jì)算得到結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，其準(zhǔn)確性高于《空間網(wǎng)格技術(shù)規(guī)程》提出采用結(jié)構(gòu)前30階振型進(jìn)行地震響應(yīng)計(jì)算的方法。結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布均勻情況下，模態(tài)貢獻(xiàn)系數(shù)法與有效質(zhì)量系數(shù)法計(jì)算結(jié)果相同;質(zhì)量不均勻情況下，準(zhǔn)確性高于有效質(zhì)量系數(shù)。并且此方法具有普適性，適用于索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

3、　　本文針對類型為橢圓拋物面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、聯(lián)方柱面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和馬鞍面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)三類結(jié)構(gòu)，按照《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行靜力設(shè)計(jì)，然后通過有限元軟件ANSYS進(jìn)行時程分析，在9度罕遇地震(TAFT波和EL CENTRO波)三向地震波作用下進(jìn)行動力計(jì)算。通過結(jié)構(gòu)不同矢跨比，不同地震波以及不同索截面面積，分析單元應(yīng)力和節(jié)點(diǎn)位移在地震作用下的分布規(guī)律。由分析可知，索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在9度罕遇地震下，結(jié)構(gòu)幾何非線性較弱，抗

4、震性能良好。
　　最后，考察索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的地震作用下破壞模式。需要分為兩種情況來考慮:第一種是索結(jié)構(gòu)先進(jìn)入塑性，然后拉斷，鋼結(jié)構(gòu)桿件沒有或小部分進(jìn)入塑性。第二種是鋼結(jié)構(gòu)先進(jìn)入塑性，直到鋼結(jié)構(gòu)破壞，索結(jié)構(gòu)都沒有破壞。本文針對三種矢跨比的橢圓拋物面索支撐空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力破壞模式研究，分析了拉索斷裂對于結(jié)構(gòu)破壞模式的影響。得到如下結(jié)論:拉索不破壞模型，鋼桿件能夠充分發(fā)揮作用，利用率較高，因此極限承載力較高，并且剛度較大。與此相