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九江文化中心钢结构屋面为正、反曲多次变化的不规则空间网壳,支承在三栋独立椭圆形建筑上,需解决大跨、开大洞、大悬挑、结构高度受限、支承条件不规则等诸多难题。本文以九江文化中心工程为研究对象,对项目采用的不规则空间网壳结构进行了具有针对性的抗震性能分析,重点研究了结构在多点输入下的地震响应、最不利地震输入角度、重要构件抗震性能等关键问题。主要完成了以下几项工作: 1、通过静力性能分析,初步掌握了该项目所用不规则空间网壳结构的受力性能及特点,得到了结构在各静力组合工况下的支座反力、变形和内力分布,分析了管桁架、树形支撑、各独立建筑间连接部位和洞口区域的受力机理。 2、该不规则空间网壳结构频率密集,局部振型多,高阶振型的影响不可忽略;采用反应谱法和时程法得到的抗震性能基本一致,但部分关键构件采用时程分析法所得内力大于振型分解反应谱法,因此采用时程分析法对不规则空间网壳结构进行验算是非常必要的。 3、考虑地震作用的行波效应,对该不规则空间网壳结构进行多点输入地震响应分析,与单点输入结果相比,发现:多点输入所得结构基底总剪力明显减小,多数杆件内力有不同程度的减小,但整体扭转效应、各独立建筑间连接部位的杆件内力明显增大;整体结构及不同部位杆件地震响应最大时对应的视波速各不相同;地震波沿不同的角度输入时,对应该方向的结构尺度越大,结构振动的非同步性越明显。 4、根据矢量合成原理,提出了针对整体结构或某一具体构件的最不利地震角估算方法,采用弹性时程分析法验算表明,该方法误差不大,可用于最不利地震角的快速估算。 5、本文所用静、动力各项分析结果均表明:沿网壳支座及大跨主受力方向布置管桁架,根据曲面网壳特点设置树形支撑,是改善网壳受力的有效措施;不规则网壳开大洞时应优先考虑双层网壳方案;利用各结构单元间曲面网壳的面外弯曲变形可释放温度变形及相对位移引起的面内轴向内力。