索支撐空間網(wǎng)格結構抗震性能研究.pdf

1、索支撐空間網(wǎng)格結構是一種新型單層網(wǎng)殼結構形式，適合于玻璃采光頂結構。它采用獨特網(wǎng)格形狀（平面四邊形網(wǎng)格）、網(wǎng)格形式（鋼結構和柔性交叉斜索）、曲面形態(tài)（表面平移法形成）和節(jié)點形式，其結構整體穩(wěn)定性和抗震性能會與傳統(tǒng)單層網(wǎng)殼結構有很大不同。目前，對索支撐空間網(wǎng)格結構的抗震性能還缺乏研究。
　　本文針對振型疊加法計算地震響應，提出了模態(tài)貢獻系數(shù)法用于挑選大跨空間結構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)殼結構形式、不同地震波類型和不同地震波方向選取19個算例來分析檢驗模態(tài)貢獻系數(shù)方法的準確性。獲得結論如下:模態(tài)貢獻系數(shù)法可以準確的選擇結構主要參振模態(tài)計算得到結構地震響應，其準確性高于《空間網(wǎng)格技術規(guī)程》提出采用結構前30階振型進行地震響應計算的方法。結構質量分布均勻情況下，模態(tài)貢獻系數(shù)法與有效質量系數(shù)法計算結果相同;質量不均勻情況下，準確性高于有效質量系數(shù)。并且此方法具有普適性，適用于索支撐空間網(wǎng)格結構。

3、　　本文針對類型為橢圓拋物面索支撐空間網(wǎng)格結構、聯(lián)方柱面索支撐空間網(wǎng)格結構和馬鞍面索支撐空間網(wǎng)格結構三類結構，按照《空間網(wǎng)格結構技術規(guī)程》進行靜力設計，然后通過有限元軟件ANSYS進行時程分析，在9度罕遇地震(TAFT波和EL CENTRO波)三向地震波作用下進行動力計算。通過結構不同矢跨比，不同地震波以及不同索截面面積，分析單元應力和節(jié)點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)格結構在9度罕遇地震下，結構幾何非線性較弱，抗

4、震性能良好。
　　最后，考察索支撐空間網(wǎng)格結構的地震作用下破壞模式。需要分為兩種情況來考慮:第一種是索結構先進入塑性，然后拉斷，鋼結構桿件沒有或小部分進入塑性。第二種是鋼結構先進入塑性，直到鋼結構破壞，索結構都沒有破壞。本文針對三種矢跨比的橢圓拋物面索支撐空間網(wǎng)格結構進行動力破壞模式研究，分析了拉索斷裂對于結構破壞模式的影響。得到如下結論: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