大跨空间结构因为其受力性能优异、造型优美,自问世以来被广泛地应用到建筑结构中,近年来建成的体育场馆、机场航站楼等都能看到大跨空间结构的身影。柱面网壳结构作为大跨空间结构的一种重要结构形式,是应用最早的空间结构之一,由于其结构简单、受力性能良好被广泛的应用到各类建筑中,此前关于柱面网壳结构的地震响应研究多集中于单层柱面网壳结构,由于对更大跨度、更高承载力的需求,受力性能更好的双层柱面网壳的研究也逐渐深入。为了更全面地研究双层倾斜柱面网壳的强震响应规律,本文通过对这类结构开展一系列振动台试验、数值模拟、参数分析等工作,总结了双层倾斜柱面网壳动力响应规律和失效模式。论文主要研究内容如下:1、双层倾斜柱面网壳隔震结构、非隔震结构振动台试验。通过设计带普通支座的非隔震结构缩尺模型和带新型三维隔震支座的隔震结构缩尺模型,总结结构的动力响应结果和破坏模式,得到如下结论:新型三维隔震支座能显著降低结构的加速度、应变等动力响应,隔震效率达30%以上,有效地提高了结构的抗震能力;双层倾斜柱面网壳主要破坏形式来自悬挑部分的倒塌,由于缺少足够的竖向支撑,悬挑部分在地震发生时首先发生破坏,继而带动周围杆件的屈曲变形等破坏,相比之下网壳核心区域在地震发生后仍能保持稳定;下部支承对网壳上部结构的放大效应是导致结构破坏的重要原因,下部支撑柱与网壳直接相连,柱顶产生的加速度是台面输入的2～5倍,使网壳结构的加速度明显大于地震本身的加速度,更容易破坏。2、网壳结构隔震与非隔震振动台试验数值模拟。建立与振动台试验一致的双层倾斜柱面网壳隔震模型与非隔震模型,通过对比试验模型与有限元模型相关测点的加速度、应变、位移等动力响应结果,验证数值模拟的准确性。结果表明,结构有限元模型和试验模型加速度时程的变化趋势相同,加速度、位移、应力等动力响应峰值误差在10%左右,动力响应对比满足数值模拟精度要求;非隔震结构试验模型和有限元模型破坏形式类似,均为悬挑部分坍塌引发的网壳结构失效,不同的是,有限元模型的破坏程度略小于试验模型的破坏程度;给出了新型三维隔震支座的有限元模型,通过定义参考点、赋予截面属性完成了新型三维隔震支座的有限元建模,并在数值模拟中加以验证,结果表明新型三维隔震支座有限元模型满足数值模拟精度要求,建模准确。3、双层倾斜柱面网壳抗震性能参数分析。对影响结构抗震性能的重要参数,下部支承高度、下部支承刚度、网壳矢跨比、网壳长宽比、网壳厚度等,采用控制变量法的方法研究其对网壳结构地震响应的影响规律,结果表明:随着下部支承结构高度的增加,结构加速度、位移响应极值随之明显增大,结构极限失效荷载降低;随着下部支承结构刚度的增加,结构加速度、位移极值先增加后减小,结构极限失效荷载先减小后增加;随着网壳长宽比的增加,加速度、位移响应极值增大,极限失效荷载减小;随着网壳矢跨比的增加,加速度、位移极值减小,极限失效荷载增加;随着网壳厚度的增加,结构加速度响应极值减小,水平位移极值减小,极限失效荷载增加;同时,对上述参数分析中呈现的动力响应变化规律,给出了原因。4、不同地震动对结构动力响应影响规律研究。选取了脉冲型地震动Chi-Chi地震动,Duzce地震动、芦山地震动、Parkfield地震动三条非脉冲地震动,远场地震Kern County地震动,Northridge地震动,在双层倾斜柱面网壳模型中输入上述不同幅值的地震动,观察结构加速度时程和加速度、应变、位移峰值变化规律,结果表明:双层倾斜柱面网壳在脉冲型ChiChi地震动、Northridge地震动下容易发生大变形而破坏,在其他地震动下,变形显著小于上述两条地震动,保持较好的稳定性。