2008奧運(yùn)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(diǎn),近些年來(lái)逐漸受到人們的青睞。由于發(fā)展時(shí)間比較短,對(duì)其抗震性能的研究還相對(duì)較少,同時(shí)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(shì)。以2008年奧運(yùn)會(huì)為契機(jī),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(yùn)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(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)安全性極其重要,它們的破壞往往會(huì)造成結(jié)構(gòu)的整體破壞。但是關(guān)于該類(lèi)構(gòu)件在強(qiáng)震下的受力狀態(tài)研究還沒(méi)有引起足夠重視,極有必要對(duì)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(diǎn)將理論和技術(shù)創(chuàng)新與奧運(yùn)重大工程建設(shè)需要相結(jié)合,以?shī)W運(yùn)羽毛球館弦支穹頂結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)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(chǎng)地效應(yīng)的多點(diǎn)輸入時(shí)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?jī)?nèi)容包括： 進(jìn)行了詳細(xì)的動(dòng)力特性分析,得出該類(lèi)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(zhǎng)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(duì)整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響程度。 建立結(jié)構(gòu)上部網(wǎng)殼局部計(jì)算模型和網(wǎng)殼與支承體系共同工作整體計(jì)算模型,分析網(wǎng)殼與支承體系靜、動(dòng)力相互作用,研究支承剛度的變化對(duì)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)受力的影響程度,并對(duì)實(shí)際工程計(jì)算時(shí)有限元模型的合理選取提出建議。 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行常遇地震作用下多維地震反應(yīng)譜分析和時(shí)程

4、地震分析,得出結(jié)構(gòu)各部分構(gòu)件地震作用時(shí)的受力特點(diǎn)；對(duì)比水平地震輸入和豎直地震輸入結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果,得出兩種方向輸入對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響程度；對(duì)反應(yīng)譜方法和時(shí)程方法地震分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出兩種方法地震分析結(jié)果的差異程度,對(duì)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(duì)于如此大跨度的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)空間變化對(duì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)的影響不可忽略。鑒于此,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行考慮局部場(chǎng)地效應(yīng)的多點(diǎn)輸入地震時(shí)程分析,并與一致輸入情