2008奧運羽毛球館新型弦支穹頂結(jié)構(gòu)抗震性能分析.pdf

1、弦支穹頂作為一種剛、柔結(jié)合的新型雜交空間結(jié)構(gòu)形式,兼具單層網(wǎng)殼和索穹頂?shù)膬?yōu)點,近些年來逐漸受到人們的青睞。由于發(fā)展時間比較短,對其抗震性能的研究還相對較少,同時研究也不夠深入；目前研究所采用的模型均為中小跨度結(jié)構(gòu),未超出單層網(wǎng)殼的適用范圍,難以體現(xiàn)出本結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。以2008年奧運會為契機,北京工業(yè)大學(xué)正在建設(shè)目前世界最大的新型弦支穹頂結(jié)構(gòu)-08奧運羽毛球館(跨度93m)。該工程理論研究和體系創(chuàng)新要求高,施工難度大,結(jié)構(gòu)中存在大量鋼索與拉

2、桿等預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,這些預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對整個結(jié)構(gòu)安全性極其重要,它們的破壞往往會造成結(jié)構(gòu)的整體破壞。但是關(guān)于該類構(gòu)件在強震下的受力狀態(tài)研究還沒有引起足夠重視,極有必要對結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的抗震性能做深入全面的研究。本文重點將理論和技術(shù)創(chuàng)新與奧運重大工程建設(shè)需要相結(jié)合,以奧運羽毛球館弦支穹頂結(jié)構(gòu)為研究對象,對其進行模態(tài)參數(shù)分析,上下部結(jié)構(gòu)共同工作分析,反應(yīng)譜地震分析,考慮局部場地效應(yīng)的多點輸入時程分析,罕遇地震作用下多維輸入彈塑性大震分析等,具體研

3、究內(nèi)容包括： 進行了詳細的動力特性分析,得出該類結(jié)構(gòu)模態(tài)振型規(guī)律；改變結(jié)構(gòu)布索圈數(shù)、撐桿長度、預(yù)應(yīng)力度、邊界條件等參數(shù),研究各種參數(shù)的改變對整體結(jié)構(gòu)動力特性的影響程度。 建立結(jié)構(gòu)上部網(wǎng)殼局部計算模型和網(wǎng)殼與支承體系共同工作整體計算模型,分析網(wǎng)殼與支承體系靜、動力相互作用,研究支承剛度的變化對屋蓋鋼結(jié)構(gòu)受力的影響程度,并對實際工程計算時有限元模型的合理選取提出建議。 對結(jié)構(gòu)進行常遇地震作用下多維地震反應(yīng)譜分析和時程

4、地震分析,得出結(jié)構(gòu)各部分構(gòu)件地震作用時的受力特點；對比水平地震輸入和豎直地震輸入結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)結(jié)果,得出兩種方向輸入對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響程度；對反應(yīng)譜方法和時程方法地震分析結(jié)果進行對比,得出兩種方法地震分析結(jié)果的差異程度,對抗震分析方法合理選用提出建議。 本算例屋蓋結(jié)構(gòu)跨度近百米,對于如此大跨度的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),地震時地面運動空間變化對結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)的影響不可忽略。鑒于此,對結(jié)構(gòu)進行考慮局部場地效應(yīng)的多點輸入地震時程分析,并與一致輸入情