體育場挑篷結構抗震性能及減震研究.pdf

1、體育場挑篷結構是一種復雜體型建筑結構形式，設計難度大。目前，國內外學者對于挑篷結構的研究主要集中在風荷載響應及人群荷載引起的樓面振動上，而對于其在地震作用下的響應研究略顯不足。本文以濟南奧林匹克體育中心體育場看臺為研究背景，通過地震模擬振動臺試驗和精細的結構分析，對挑篷結構的抗震性能進行了深入的研究。通過設置位移型軟鋼阻尼器(HADAS)對結構進行耗能減震控制，有效地減少了結構的地震響應。
　　 對濟南奧林匹克中心體育場部分主體

2、結構1/20模型進行模擬地震振動臺試驗，測試了模型結構的動力特性、阻尼比及其在當?shù)囟嘤?、設防、罕遇地震作用下的響應。試驗中，著重分析了挑篷結構在豎向地震激勵下的響應，通過量測挑篷測點的位移、速度、加速度等參數(shù)，揭示了挑篷結構在高位支撐時，其豎向地震作用效應（節(jié)點加速度響應）放大多達幾倍到十幾倍這一重要現(xiàn)象，設計中應注意提高挑篷結構支座的強度要求。
　　 對模型結構的有限元理論計算分析，進一步揭示了結構的地震響應規(guī)律，與振動臺試驗

3、結果吻合較好。通過水平向及豎向靜力彈塑性分析，揭示了結構產(chǎn)生塑性鉸的順序，改進的能力譜法進一步驗證了結構的抗震能力。針對挑篷結構對于豎向地震動敏感的這一特性，建立了多模態(tài)組合的豎向靜力彈塑性分析方法，特別提出了在豎向靜力彈塑性分析時考慮高階模態(tài)的貢獻，計算結果顯示，若采用傳統(tǒng)的單階豎向模態(tài)加載模式，會使計算結果明顯偏于不安全，因此建議對挑篷這類結構進行豎向靜力彈塑性分析時，宜采用多模態(tài)組合的加載模式。
　　 將多維虛擬激勵法進一

4、步應用于挑篷結構的多維地震隨機響應分析中。詳細介紹了多維地面運動功率譜密度函數(shù)模型及其參數(shù)，給出了均值響應和峰值響應的評估方法，比較了挑篷結構在單向和多向地震動輸入下的關鍵節(jié)點位移反應，計算結果表明，多維地震動會明顯加大結構的響應。將虛擬激勵法的計算結果與時程法的進行比較，兩者的計算結果吻合較好。多維虛擬激勵法作為一種高效的隨機振動分析方法，為對大型體育場挑篷這類結構進行多維地震隨機振動分析提供了有效的途徑。
　　 對施加位移型