大跨空间网壳结构地震响应特性研究
地震动非平稳性对大跨度空间结构随机地震响应的影响
学
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报
、０ ． Ｎ Ｏ． ，１４ｌ ８ Ａｕ ２ ０８ ｇ． ０
２０ ０ ８年 ８月
Ｊ ｕ ｎ ｏ ｉｎｉ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒ ￣ ｆ ａ ｊ Ｕｎｖｒｉ Ｔ ｎ ｔ
地 震 动 非 平稳 性 对 大 跨度 空 间结构 随机 地 震 响 应 的 影 响
丁 阳， 张笈玮 ， 怒献 李
３ ００ 天津大学建筑工程学院 ， 天津 ０ ７２
摘
要 ：为 了进 一 步 完善 大跨 度 空 间 结构 的 随 机 地 震 响 应 分析 理论 ， 出 了一 种 简便 的 、 提 近似 计 算非 平 稳 地 震 激 励 下
结构峰值 响应均值 的算法 ， 数值模拟 了某体 育馆 大型网壳结构在平稳和非平稳地震激励 下的随机地震响应． 研究表
ＤＩ ＮＧ ｎ ＺＨ ＡＮ Ｇ ｉｗ ｅ ， Ｙａ ｇ， Ｊ— ｉ ＬＩＺｈｏ ｇ ｘ ａ ｎ — ｉｎ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｖｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｔａｊ ｉｅｓ ｙ Ｔａｊ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｉＥ ｇｎ ｅｉ ， ｉ ｉ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｉ ｉ ３ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｃｉ ｎ ｎｎ ｔ ｎｎ
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支座刚度对网壳结构受力及抗震性能的影响
【 ｙｗｏ ｄ 】ａ ｉ ｈ Ｈ ｓｐ ｏ ｉｎｓ； Ｔ Ａ Ｋｅ ｒ ｓ ｌｔ ｅｓｅ ；ｕ ｐ ｆｓｆ ｅｓＭＳ Ｃ Ｄ ｔｃ ｌｔ
８ ０ｍ ０ ｍ，柱高 ６ｍ。工程场地抗震设 防烈度 为 ８度 ，设计基本 地震 加速度为 ０ ，设 计地震分组 第一 组 ，场地 类 比 Ｉ类场 ．ｇ ２ Ｉ
地 。屋 面 网壳 模 型见 图 ｌ 。
（）风荷载分 ４个不同角度输入。 ２
１３ 荷载 组合 ．
根据 Ｇ ０ ０ － ２ ０ （ Ｂ ５ ０ ９ ０ １建筑结构荷载规范 》２ ０ （０ ６版） ，本
ｓｒ ｓ ｆｌｔ ｃ ｈ Ｈ ａ ｄ ｔｅ ｅ ｒ ｑ ａ ｅ ｒ ｓｓ ｎ ｅ Ｔ ｅ ａ ｔ ｌ ｅ ｆ ｒ ｏ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｆ ａｔ ｅ ｓ ｅｌｉ ｉ ｅ ｅ ｔｓ ｐ ｏ ｔ ｓ ｏ ｔ ｅ ｓ ｅ ｎ ｈ ａ ｔ ｕ ｋ ｅ ｉｔ ｃ ． ｈ ｒ ｃｅ ｐ ｒｏｍｓｓ ｍｅ ｃ ｌｕ ａｉ ｓｏ ｔ ｃ ｈ ｌ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｕ ｐ ￣ ｅ ａｉ ｈ ａ ｉ ｏ ｌ ｉ
工程 采 用 的荷 载组 合 如 下 ：
１３５ ． Ｄ＋０．８Ｌ＋ ８ ９ ０．４Ｗ １２ ＋１４ ．Ｄ ．Ｌ＋０．４Ｗ ８
１２ ＋ ９８ ．Ｄ ０． Ｌ＋１４Ｗ ．
１２ 建模 ．
模 型采用 Ａ ｔＣ Ｄ软件建 立网壳 的三维模 型 ，该仓 库采 ｕｏ Ａ 用双层 网壳 结构 。网壳 采用凯 威特 型网壳 ，节 点形式 为螺 栓 球 ，网壳杆 件单 元为铰支杆件 。支座采用下 弦周边支座。对支
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计是一种具有良好抗风、抗震性能和较高空间利用率的结构形式。
本文将从结构形式、力学特性、关键设计参数等方面对其进行探析。
大跨度三心圆柱面网壳结构是由多个内外圆柱面组成，形成了三个中心不重合的圆柱面，每个圆柱面上都布置有一定数量的环形和放射状的支撑构件，构成了复杂的三维空间网格结构。
这种结构形式可以充分利用空间，提供较大的内部空间，适用于航空运输、体育馆、展览馆等大空间场所。
大跨度三心圆柱面网壳结构具有较好的力学特性。
由于采用了三心圆柱面结构，使得结构整体的刚度增大，能够有效地分散并传递荷载。
圆柱面的弧形特性也使得结构具备一定的自重分布能力，在承受大跨度荷载时能够更好地抵抗荷载的集中。
网壳结构的网格单元之间相互连接紧密，具有较大的刚度，能够有效地抵抗地震作用。
大跨度三心圆柱面网壳结构的关键设计参数包括：圆柱面半径、支撑构件的数量和布置方式、材料的选择等。
圆柱面半径的选择会影响到整个结构的大小和整体刚度。
支撑构件的数量和布置方式的合理设计可以使得结构受力均匀，提高结构的稳定性。
材料的选择需要考虑到结构的整体强度和轻量化需求，常见的材料有钢材和混凝土。
还需要考虑到结构的建设、维护和使用成本等因素。
航站楼屋盖大跨度钢结构动力特性地震响应分析
航站楼屋盖大跨度钢结构动力特性地震响应分析一、内容综述随着科技的飞速发展，世界范围内的基础设施建设不断取得新的突破。
在众多的基础设施项目中，航站楼屋盖大跨度钢结构作为重要的结构形式，其动力特性及其抗震性能的研究逐渐受到人们的关注。
本文旨在对近年来航站楼屋盖大跨度钢结构在地震作用下的动力特性进行详细阐述，以期为相关领域的科研和工程实践提供有益的参考。
航站楼屋盖大跨度钢结构具有空间刚度大、结构形式多样、材料种类繁多等特点。
在地震作用下，这些特点使得钢结构易产生复杂的振动现象，如颤振、模态转换、振动衰减等。
这些振动不仅会影响建筑物的正常使用，还可能对结构的安全性造成严重威胁。
对航站楼屋盖大跨度钢结构的地震响应进行分析，具有重要的理论意义和实际应用价值。
关于航站楼屋盖大跨度钢结构地震响应的研究已取得了一定的成果。
由于钢结构本身的复杂性和地震作用的随机性，现有的研究仍存在一定的局限性。
对于不同地震动特性、不同截面形式的钢结构，其地震响应规律尚不完全明确；对于钢结构的减震控制技术，也缺乏系统的研究和实证分析。
本文拟在现有研究的基础上，进一步深入探讨航站楼屋盖大跨度钢结构的地震响应问题，为相关领域的研究提供新的思路和方法。
本文还将对航站楼屋盖大跨度钢结构在地震作用下的动力特性进行详细的实验研究。
通过搭建足尺模型，利用激光测振仪、高速摄像机等多传感器技术，对钢结构的地震响应进行实时、精确的测量。
还将开展振动台试验，模拟实际地震环境下的钢结构动力响应行为。
这些实验研究将为理论分析提供有力的支撑，也为后续的结构设计和减震控制技术的研究提供新的途径。
本文将对航站楼屋盖大跨度钢结构在地震作用下的动力特性进行深入研究，旨在为航站楼屋盖大跨度钢结构的设计、施工和抗震性能评估提供理论依据和技术支持。
通过实验研究，揭示钢结构在地震作用下的动力学行为，为相关领域的研究和应用提供新的思路和方法。
1. 航站楼屋盖结构的重要性在现代交通枢纽中，航站楼屋盖结构承载着重要的功能。
大跨度结构地震响应研究
大跨度结构地震响应研究摘要:根据结构体型复杂、跨度大、各层结构体系不同的特点,本文结合呼和浩特东客运站通过对站房大跨度结构进行多维多点地震动响应分析,归纳行波效应下结构相应的特点,总结了行波效应对于结构动力性能的影响,为结构设计提供指导。
关键词:大跨结构多维地震多点输入根据建筑功能设计的要求,一系列形式多样、跨度规模大、体型体系复杂的结构越来越多,呼和浩特东客运站主站房结构各层结构体系不同,楼面结构为预应力梁与普通RC楼板结构,而屋盖结构为拱形钢梁和双层球网壳等结构体系的组合;结构体系和材料的不同使结构的阻尼比也不同等,给传统结构设计提出了挑战。
大跨空间结构得到了越来越多应用的同时,对其动力性能也提出了更高的要求。
由于地震波速度一般为每秒几百米至几千米,同时震源也可能不止一个点,而大跨空间结构的跨度较大,各支座间的距离较远,这样就容易导致结构各支座点的地震响应并不一致,存在着空间和时间上的差异。
因此,研究考虑地震动空间变化特性对大跨空间结构的影响具有重要的理论意义和工程应用价值。
1 工程概况呼和浩特东客运站房选址于呼和浩特市主城区东侧京包线上,该站由主站房和站台雨蓬组成,站台雨蓬与主站房之间设伸缩缝兼抗震缝分开。
站房平面尺寸大约为183.500m×315.366m,主要的柱网尺寸有:15.588m×27m、31.177m×27m、62.354×27m(屋面)。
主站房主要分为三层:地面层为出站厅、出站广场及配套设施、设备用房;结构如图1所示。
站房屋面为由切割球形形成曲面和斜面组成,屋盖不设缝。
主要标高分别为20m、21.8m、25.1m、27.8m、31.4m、33.4m和44.9m。
屋盖结构为直径81m的球面钢结构屋盖,中心有一直径12m的开口,沿屋盖径向按圆心角7.5°的间距设置腹板开洞的拱形钢梁,钢梁的上下翼缘为箱形截面,腹板为钢板。
沿环向在拱形钢梁之间布置钢管支撑(与钢梁刚接连接)且每隔圆心角60°另设置斜向支撑。
大跨空间网壳结构竖向多点输入地震响应分析
运用虚拟激励 法的原理 对 多点输入下的大跨网壳结构 的地震响应进行分 析， Ａ Ｓ Ｓ 用软件 中将多点输 入考 在 ＮＹ 通
虑为静力计算和谐响应计算。通过对平面直径 为 ８ ｍ 的单层球 面网壳结构的算例分 析， ０ 得到 了竖 向多点输 入下 计算模 型结构 节点位 移响应和杆件 内力响应， 并和竖向一致输入的计算结果做 了统计分析 ， 出了竖向多点输入 得 下结构节点位 移响应和杆件 内力响应的变化规律 。结果表 明， 考虑 了行波效应的多点输入， 计算模 型结构 节点位
Ｖｅ ｔ ａ ｅｓ ｉ ｓ ｏ ｓ ａ ｙ ｉ ｆ ｒ ｉ ｌＳ ｉｍ ｃ Ｒｅ ｐ ｎ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｃ
Ｌｏ ｇ — ｓ ａ ｐ ｅ ｉａ ｈ ｌ Ｓ ｒ ｃｕｒ ｎ — ｐ ｎ Ｓ ｈ ｒｃ ｌＳ ｅｌ ｔｕ ｔ ｅ
ＷＥＮＧ Ｇ ａ ｇｙ ａ ＷＡＮＧ ｉ． ｉ ｕ ｎ ｕ ｎ ， Ｊａｑ （ ．Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｆ ｉ ｗ ｙＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｓ ａｎ ｉ ｏ ｅｅｏ ｏ ｍ ｎｃｔ ｎａｄＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｘ ， １ ｅ ａｔ ｎ ｇ ａ ｎ ｉ ｅｉ ， ｈ ａｘ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｍ ｕ ｉ ｉ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉ ｍ ｏＨ ｈ ｎ ｎ ｌ Ｃ ａｏ ｏ 蚰 ７ ０ １ ，Ｃ ｉａ ２ ｉ Ｎ ２ １０ ８ ｈｎ ； ．Ｘ ｔ ｏ ．Ｍｕ ｉｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇＣ ． Ｌｄ， ｉｎ７ ０ ５ Ｃ ｉａ ｍ ｎｃ ａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ｏ ， ｔ Ｘ ｈ １０ ４， ｈ ） ｐ ｎ ｉ ｎ
ｏ ｈ ｏ ｇ ｓ ａ ｐ ｒｃ ｌｓ ｅ ｌｓｒ ｃｕ ｅ ｉ ｂ ａｎ ｄ，ｓａｉｔｃ ｌａ ｌ ｓｓｏ ｌｉｐ ｉ ｔｉ ｐ ｔａ ｄ ｕ ｆｒ ａ ｔｑ ａ ｅ ｆｔ ｅ ｌｎ —ｐ ｓ ｈｅ ａ ｈ ｌ ｔｕ ｔｒ ｓｏ ｔｉ ｅ ｎ ｉ ｔｔｓｉ ａ ｎａｙ ｉ ｆｍｕ ｔ— ｏ ｎ ｎ ｕ ｎ ｎｉ ｍ ｅ ｒｈ ｕ ｋ ｏ
基于振型分解反应谱法的大跨空间结构抗震设计研究
Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ｎ —ｐ ｎ ｓ ａ ｉｌ ｓｒ ｃｕ ｅ ； ｄ ｕ ｅ ｐ ｓ ｉｎ ｒ ｓ ｏ ｓ ｐ ｃｒ ｍ ｎ ｌ ｓ ； ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｇ ｓ ａ ｐ ｔ ｔ ｔ ｒ ｓ ｍｏ ｅ ｓ ｐ ｒ ｏ ｉ ｏ ｅ ｐ ｎ ｅ ｓ ｅ ｔ ａ ｕ ｔ ｕ ａ ａｙ ｉ ｓ
度体 系 的反 应谱理 论得 到确 定地 震 作用 下 结 构反 用 振型 分解 反应谱 法 进 行 抗震 设 计 时 一般 取 前 ２ ３阶和 ９～１ ５阶振 型参与 组合 就可 以达到 《 建筑 应最大值的实用抗震设 计方法． 大跨 空间结构 由
～
Ｇ ５０ １ ２０ ３ Ｅ 对 于 自由度多 ， 自振 频 率 分 布 密 集 ， 型 复 杂 ， 型 抗震设计规范》 Ｂ０ １ — ０ １２的要求． 于大 振 振 由于其复杂 的 自振 特性 ， 须选 取 更 必 问相互 耦联 ， 在地震 荷载 作用 下 ， 力 响应 较 为复 跨 空 间结构 ， 动 杂， 采用振型分解反应谱法对其进行抗震设计时 ， 多的振型参与组合 才能确保所得 地震反应 的精 度 ， 网壳结构技术规程）Ｇ６ — ０３３ 《 ） Ｊ１ ２０ ＿ 规定采用 Ｊ 收 稿 日期 ：０ ６—１ ２０ ２—１ ５ 振 型分解 反尹越 （ ９ １ ） 男 ， １ ７一 ， 吉林伊通人， 博士后 ， 副教授 可取 前 ２ ０阶振 型参与组 合 ， 该振 型数 确 定 的依 但
文 章 编 号 ：０ ３—１５ （０ ７ ０ ０ ８ ０ １０ ２ １２ ０ ３— ０ ７— ４ Ｊ
基 于振 型 分解 反应 谱 法 的大 跨 空 间 结 构 抗 震 设 计 研 究
尹 越 ， 黄 鑫
（ 天津大学 建筑工程学院 ， 天津 ３０ ７ ） ００ ２
大跨度柱面网壳结构设计要点
大跨度柱面网壳结构设计要点大跨度柱面网壳结构是一种具有美观、轻巧、实用和经济等特点的结构形式，被广泛应用于体育场馆、展览馆、车站等大空间覆盖的建筑中。
在设计大跨度柱面网壳结构时，需要考虑多种因素，包括结构形式、材料选择、荷载分析等，以确保结构的安全性和稳定性。
本文将从结构形式、材料选择、荷载分析等方面探讨大跨度柱面网壳结构设计的要点。
1. 结构形式大跨度柱面网壳结构一般由曲面形式的双曲面、抛物面或者圆锥面构成，这些曲面形式可以有效地承受外部荷载并获得较好的刚度和稳定性。
在设计大跨度柱面网壳结构时，需要根据具体的使用要求和工程实际情况选择合适的曲面形式，并结合钢结构或者混凝土结构进行整体设计。
2. 材料选择大跨度柱面网壳结构通常采用的材料有钢材、混凝土和玻璃纤维等。
钢材具有较高的强度和刚度，可以满足结构对于承载能力和稳定性的要求；混凝土具有良好的耐久性和防火性能，适合用于大型柱面网壳结构的构造；玻璃纤维具有较好的抗拉性能和耐腐蚀性能，适合用于结构表面的装饰。
在材料选择时，需要综合考虑结构的要求、材料的性能以及成本等因素，选择合适的材料进行结构设计。
3. 荷载分析大跨度柱面网壳结构在设计时需要考虑到不同方向上的荷载，包括静载和动载等。
静载包括自重荷载、雪荷载和风荷载等；动载包括人员荷载、设备荷载和地震荷载等。
在荷载分析时，需要对各种荷载进行详细的计算和分析，确保结构在不同荷载作用下的安全性和稳定性。
4. 构造连接大跨度柱面网壳结构的构造连接一般采用焊接、螺栓连接和预应力等方式。
焊接连接是一种常见的连接方式，可以提高结构的刚度和稳定性；螺栓连接可以方便拆装和维护，适合用于大型柱面网壳结构的连接；预应力可以提高结构的承载能力和抗震性能，适合用于结构的加固和修复。
5. 结构分析在设计大跨度柱面网壳结构时，需要进行结构的有限元分析，以确定结构的刚度、稳定性和振动特性。
有限元分析可以通过计算机模拟结构在不同荷载作用下的响应和变形，为结构的设计提供科学依据。
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Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ｇ —ｓ ａ ｐ ｃ ａｔｃ ｈ ｌ ｔ ｃｕ ｅ； ｓ ｉｍｉ ｅｐ ｎ ｅ； ｄ ｍｐ ｎ ａｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｅ ｐ ｎ ｓ ａ ｅ ｌｔｉｅ ｓ ｅｌ ｒ ｔ ｒ ｒ ｓｕ ｅｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ａ ｉ ｇ ｒｔｏ
理。
作 者 简 介 ： 建 梅 （ ９４一） 女 ， 北 保 定 人 ， 教 授 ， 士 ，— ａｌ 孙 １７ ， 河 副 博 ｅｍｉ ：
ｓ ｉ ｎ ｉ ｇ ｉ．ｏ ｕ ａ ｍｅ ＠ ｍａ ［ ｍ． ｃ
２１ 年 １ 月 ０１ Ｏ
孙建 梅 ， ： 等 大跨 空 间 网 壳结 构 地 震 响应 特 性研 究
１ 基 本 地 震 响应 性 能
采 用振型 反应谱法 对３ 个算例 进行分 析 ， 分别 取Ｅ— ｌ
Ｃ ｎｒ地震 波 、 ｅｔ ｏ 上海地震 波 、 山地震 波和兰州地 震波 。 唐
（ ）算 例 １ 半 圆 形 双层 球 壳直 径 为８ １ 。 ０ｍ， 矢跨 比
等 大 跨度 空 间结构 具 有振 型密 集 、振 型 间相 互耦 合 严
（． １上海 电 力学 院 ， １０ ０， 海 ；． ２０９ 上 ２同济 大 学 土 木 工程 学 院 ，０ ０ ２ 上 海 ； ２０９ ， ３东 南 大 学 土 木 工 程 学 院 Ｒ ＆ Ｃ 构 教 育 部 重 点 实 验 室 ，１０ ６， ． ＣＰ结 ２ ０ ９ 南京 ）
摘
要 ： 过 探 讨 网壳 结 构 的 地震 响 应 和 结 构杆 件 的 内 力分 布 规律 。详 细 分析 了 振 型取 值 对 地 震 响 应 的影 通
Ｓ ＥＬＬ ＴＲＵＣＴＵＲＥ Ｈ Ｓ
Ｓ ｉｎ ｍｅ ¨ ＨＡＮ Ｑｉ ｌ ＵＮ Ｊ ａ － ｉ ，Ｚ Ｇ － ｉ ｎ
（．Ｓ ａ ｇ ａ Ｕ ｉ ｒｉ ｆＥ ｅ ｔ ｃ Ｐ ｗ ｒ １ ０ ０ ｈ ｎ ｈ ｉ ｈｎ ；２ Ｄｅ ａｔ ｎ ｉｉ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ， １ ｈ ｎ ｈ ｉ ｎｖ ｓ ｙ ｏ ｌｃｒ ｏ ｅ，２ ０ ９ ，Ｓ ａ ｇ ａ，Ｃ ｉａ ． ｐ ｒ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｔ ｏ Ｃ ｖ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｆ ｌ ｉ
ｉｆｕ ｎ ｅ ｎ ｏ ｉ ｆ ｃｏｓ ｓ ｃ ａ ｒｓ － ｐ ｎ ａｉ ａ ｄ ｎ ｅ ｃ ａ ｄ ｆ ｍａｎ ａ ｔｒ ， ｕ ｈ ｓ ｉｅ ｓ ａ ｒｔｏ ｎ ｄａ ｐｎ ｒ ｔ ｌ ｍ ｉｇ ａｉ ｏ， ｏ ｓｒ ｃｕ ａ ｓ ｉｍｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｔｒ ｕ ｌ ｅｓ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｒ ａ ａｙ ｅ ｉ ｄ ｔ ｉ ， ｓｍｉａｉｉｓ ｎ ｄｆｅｅ ｃ ｓ ｆ ｓｒ ｃｕ ａ ｒ ｓ ｏ ｓ ａ ｅ ｕ ｎ ｌｚ ｄ ｎ ｅａｌ ｓ ｉ ｌｒｔｅ ａ ｄ ｉ ｒ ｎ ｅ ｏ ｔ ｔｒ ｆ ｕ ｌ ｅｐ ｎ ｅ ｒ ｓ ｍｍａｉｅ ｔ ｏ ｔｉ ｔ ｅ ｏ ｃｕ ｉｎ ｒｚ ｄ ｏ ｂ ａｎ ｈ ｃ ｎ ｌｓｏ ｆｖ ｒｂ ｅ ｏ ｓｒ ｃｕ ａ ｄ ｓｇ ａ ｄ ｏ ｒ ｖｄ ｈ ｏ ｅｉａ ｂ ｓｓ ｏ ａ ａｙ ｉ ｏ ｓｒ ｃｕ ａ ｄ ｎ ｍｉ ｒｓ ｏ ｓ ａ ｄ ａ ｏ ａ ｌ ｆｒ ｔ ｔ ｒｌ ｅ ｉｎ ｎ ｔ ｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｒｔｃ ｌ ａ ｉ ｆｒ ｎ ｌｓｓ ｎ ｔ ｔｒ ｌ ｙ ａ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｎ ｕ ｕ
随着社 会 的进 步 与发 展 ，需要 大空 间 结构来 满 足
社 会 活动 和 生产 劳动 的需 求 ，而且 要求 有 更大 自由空 间及最 小 内 支撑干 扰 的结 构 。大跨 空 间结构 可充 分 利
为 了探讨 网壳 结 构 的地 震 响应特 性 ，弄 清楚 结构 杆件
的内力 分布规 律 ， 进行 了参 数 分析 ， 主要 考虑 了 支座性
响及 矢 跨 比和 阻 尼 比 等 主要 因 素对 结 构 地 震 响 应 的 影响 ， 结 出 结 构 响应 的异 同 ， 而得 出 有 益 于 结构 设计 的 总 从
结 论 ， 分 析结 构 动 力 响应 和 抗 震 性 能奠 定 了理 论 基 础 。 为 关 键 词 ： 跨 空 间 网壳 ； 震 响应 ； 尼 比 大 地 阻
程 需要 。
示， 通过 结构 杆件 的 内力分 布图 可得 知 ： 上弦环 杆件 的
对 于３ 算例 的前 ３ 阶 自振 频 率进 行 求解 ， 果如 个 ０ 结
表 １ 示 。３ 算例 的结 构 杆件 内力 分 布 情况 如 表 ２ 所 个 所
于大跨空 间网壳结 构若振 型取得 少 ， 结构 响应将会 造成 较 大 的误 差 ， 择合适 的截断频 率是十 分重 要 的 ， 于 选 对 这 类大 跨空 间 网壳结 构至 少要 取６ 阶振 型才 能满 足 工 来计 算机 技术 的飞速发 展 ，大 跨空 间结 构在 形 体 研 究 和计 算方 法 上有 了新 的突 破 ，使形 体与 受 力完 美
的组合成 为可 能 。各种空 间结构 类型 中发展最 快 、 用 应
最 广 的是 网架 和 网壳 结构 。我 国 网壳 结 构 的动 力分析 研 究 工作进展迅 速 ， 震理论 在不 断丰富和 完 善。网壳 抗
从 表３ 可看 出不 论 是 上弦 杆 件 、下 弦 杆 件还 是 腹
图 ３ 算例 ３计 算 模 型 及 支 座 布 置 示 意
杆， 高阶振 型都 有较 大 的影 响 ， 着跨度 的增 加 对高 阶 随 振型 影 响更加 明显 。 文中只 列 出了部 分杆件 的数据 ， 统
计 分 析 结果 显 示其 余杆件 也 有此规律 ，由此可 看 出对
型及 支座 布 置 示 意
向的结 构变化 附 近杆件 内力较 大 。随着跨 度 的增 加这
种 规律 越明 显 ， 各类杆 件 中上弦 斜杆 件 内力较 大 ， 下弦 环杆 件 内力较 小 。 经 对表 １ ２ 合分 析可 知 ， 结 构 自振 周 期相 差 不 ，综 在 大 的情 况下 结构 跨度越 大 ， 力值越 大 。 内
１ 。结 构承 受静荷 载 ｌ． Ｎ， ７ ７ｋ 活荷 载３８ Ｎ按 集 中荷 载 ．ｋ ，
处理。
截断 位 置直接 影 响到计 算 结果 的精确 程度 。
分别 取 ｌ ，０ ３ ，０ ６ 阶振 型参 与组合 时各杆 件 ２ ２ ，０ ４ ，Ｏ
的地 震 内力 ， 文所 指 的内 力为轴 向 力 。 本
质、 矢跨 比和 阻 尼比 等主要 因素的 影响 ， 出它们 之 间 得
用 自身合理 的形体 及 不 同材 料 特性 ，来 适应 不 同建 筑 造 型和 功能 的需 要 ， 而实现 更大 的覆 盖空 间 ＿ 从 １ ］ 着 。随
结 构响 应 的异 同 ，为 分析 结构 动力 响应和 抗 震性 能 奠
Ｔ ｎｊ Ｕ ｉｅｓｙ ００ ２ ｈｎ ｈｉ Ｃ ｉａ ．Ｄ ｐｒ ｎ ｉｉ Ｅ ｇｎｅ ｎ，Ｓ ｕｈａｔＵｎｖｒｉ ， ｏｇｉ ｎｖｒｉ ，２ ０ ９ ，Ｓ ａｇ ａ， ｈｎ ；３ ｅ ａｔ ｔｏ Ｃｖｌ ｎ ｅｒ ｇ ｏ ｔｅｓ ｔ ｍｅ ｆ ｉ ｉ ｉｅｓ ｙ ｔ Ｋ ｙ Ｌ ｂ ｏ Ｃ ＆ Ｐ ｔ ｃ ｒ，Ｍｉｉｒ ｆＥ ｕ ａ ｏ，２ ０ ９ ，Ｎ ｎｉｇ ｈｎ ） ｅ ａ Ｒ ｆ Ｃ Ｓｒ ｔ ｅ ｕｕ ｎｓ ｙｏ ｄ ｃｔ ｎ １０ ６ ａｊ ，Ｃ ｉａ ｔ ｉ ｎ Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｍａｎ ｙ ｉｌ ｄｉｃ ｓｅ ｔ ｅ ｅｓ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｆ ａｔｃ ｓ ｅｌ ｔｕ ｔｒ ａ ｄ ｎｅ ｎ ｌ ｏ ｃ ｓ ｕ ｓ ｓ ｈ ｓ ｉｍｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ｏ ｌｔ ｅ ｈ ｌ ｓｒ ｃｕ ｅ ｎ ｉｔｒ ａ ｆｒｅ ｉ ｄ ｓｒｂ ｔ ｎ ｌｗ ｏ ｓｒ ｃｕ ａ ｐ ｌ ｍｅ ｅ ｓ Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｍｏ ｅ ｓ ａ ｅ ｔ ｎ ａｉｎ ｏ ｓ ｉｍｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ａ ｄ ｉｔｉ ｕ ｉ ａ ｏ ｆ ｔｕ ｔ ｒ ｌ ｏｅ ｍｂ ｒ ． ｎ ｅ ｃ ｆ ｌ ｄ ｈ ｐ ｒ ｃ ｔｏ ｎ ｅｓ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｎ ｕ
图 ２ 算 例 ２计 算模 型及 支座 布 置 示 意
（ ）算 例３ 半圆 形双层 球壳 直 径为 １ ０ 矢跨 比 ３ 。 ２ ｍ， 为 ０ ７ Ｈ 所 建 立的 计算 模型 如 图３ ． ５￣ ３ ， 所示 ，其 余 同算 例
§
２ 截 断 振 型 分 析
网壳结构 节 点数达 上 千个 ，相 应的振 型和 频 率也 有如 此 之 多 ，并 且网壳 结 构振 型和频 率 密集 且具 有复 杂性 和 多样性 ， 因此用振 型 分解 反应谱 法分 析 时 ， 率 频
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９２０・
建
筑
技
术
第 ４ ２卷 第 １ Ｏ期 ２ １ 年 １ ０１ ０月
Ｖｏ． Ｎｏ １ １４２ ．Ｏ Ｏｃ ． ２ ｔ ０１１
Ａｒ ｈ ｔｃｕ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｗ ｅ
大 跨 空 间 网壳 结构 地 震 响应 特 性 研 究
孙建梅 ，张其林２ ， 一
从 不 同的角 度 、 用 不 同的方 法对 该课 题进 行研 究 ［ ］ 运 ２。 － ５
收 稿 日期 ： ０ １ ０ — ５ ２ １ － ８ １
间杆 单 元 ， 要 的截 面 采 用 ｐ ．，２ｐ 的钢 管 ， 钢 管 主 １ ｐ ，３ ５ 其
外 径 分 别 为４ ，０ ８ ｍｍ， 度 分 别 为 ３６ ４，． ｍｍ； ８ ６ ，９ 厚 ． ， ５５
为０３ ５ ￣ ．７ Ｈ 所建 立 的计 算 模 型如 图１ 示 。杆件 采 用 空 所
重等特 点， 震作 用下 ， 的响应较 为复 杂 ， 动力 特 在地 它 其
性 远 区别 于 高层结 构 ， 随着 网壳 跨度 的增 大 ， 深入 研 究 其 抗震性 能具 有重 大意义 。 目前 ， 国内外许 多文献分 别