多点输入下双层柱面网壳的地震响应分析

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随着经济水平的提高和技术力量的提升,越来越多的大跨空间结构被应用到体育场馆、会展中心、飞机库、大剧院、候车厅和工业厂房等大型公共建筑。网壳结构作为大跨空间结构的一个重要分支,也诞生出如“千年穹项”、“鸟巢”和国家大剧院等地标性建筑。然而,近几年发生的数次地震重灾在带来巨大损失的同时,也在提醒着人们抗震设防的必要性,尤其是大跨空间结构的抗震性能。近年来,关于各类大跨空间结构抗震性能的研究层出不穷,分析方法也从传统的一致输入过渡到更为合理的多点输入。目前虽然也有很多关于网壳结构的多点输入地震反应研究,但网壳结构种类繁多,仍有多种网壳结构的多点输入地震反应研究是一片空白。本文以一120m×60m两侧直立正放四角锥双层柱面网壳模型为研究对象,分析该结构的多点输入地震响应规律,以及不同参量改变引起的多点输入影响的变化规律,具体内容如下:  1.综述三种多点输入分析方法和四种多点输入分析模型,选择时程分析法和直接输入位移模型作为理论分析方法。讨论了正确应用SeismoSignal软件对地震记录进行滤波和基线校正的方法,以及下限截止频率的合理取值,解决了位移时程和结构地震响应的计算精度问题。  2.对于120m×60m双层柱面网壳原型,分别进行纵向地震激励和竖向地震激励,选取部分具有代表性的杆件对比分析该模型在一致输入和多点输入下的地震反应规律,可知需要考虑多点输入的杆件集中在结构的肩部上弦纵杆、下弦纵杆、上弦横杆以及肩部、跨中下弦横杆的中部区域。纵向地震输入比竖向地震输入时多点输入的影响更明显。  3.分别改变结构长度、杆件截面面积和直立部分高度,探究不同结构参数改变引起的多点输入影响的变化规律。随着模型长度的增加,或杆件截面面积的增加,或结构直立部分高度的增加,多点输入的影响越来越大。当该类结构长度达到60m时,或结构直立部分高度达到原型的1/4时,需按多点地震输入进行设计。  4.为便于工程应用,分别给出了结构参数改变时,在对该类结构进行一致输入分析的基础上考虑多点输入影响的内力调整系数,可供工程设计参考。
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