張拉膜結(jié)構(gòu)建筑在地震作用下的抗震性

    大跨度張拉膜結(jié)構(gòu)是最近幾年發(fā)展起來的一種新型的大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于大型的會(huì)展中心、展覽館以及其它重要的公共建筑中，己顯露出良好的應(yīng)用前景。這些公共建筑在地震作用下的抗震性能關(guān)乎生命財(cái)產(chǎn)的安全，依據(jù)大型建筑結(jié)構(gòu)的災(zāi)害性研究的發(fā)展趨勢，本論文選取單榀張弦桁架作為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究其在地震作用下的彈塑性動(dòng)力響應(yīng)發(fā)展趨勢。 在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，本文利用有限元程序ANSYS，對(duì)單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。在不同地震作用下，對(duì)結(jié)構(gòu)的變形與受力性能、結(jié)構(gòu)的各塑性發(fā)展指標(biāo)進(jìn)行了分析，并分析不同參數(shù)變化對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)震動(dòng)力響應(yīng)的影響，主要完成的內(nèi)容有以下幾方面: 

    1.在考慮幾何大變形效應(yīng)因素下，對(duì)單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)在多遇地震和罕遇地震下的受力性能進(jìn)行了分析，對(duì)節(jié)點(diǎn)位移、結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力和索段應(yīng)力等響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行分析，并以設(shè)計(jì)強(qiáng)度為控制指標(biāo)進(jìn)行要求，得出該結(jié)構(gòu)在多遇地震下處于彈性工作階段；在罕遇地震下結(jié)構(gòu)局部桿件進(jìn)入彈塑性工作階段，整體結(jié)構(gòu)處于彈塑性工作階段。

    2.在考慮幾何和材料的雙非線性效應(yīng)因素下，對(duì)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下的彈塑性動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析，主要針對(duì)各塑性響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)桁架部分的局部桿件進(jìn)入塑性現(xiàn)象發(fā)生較快、塑性發(fā)展程度很大，結(jié)構(gòu)相對(duì)變形能力和耗震能力消耗大，直致整體結(jié)構(gòu)不滿足抗震使用功能的要求，進(jìn)而確定出了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)震控制荷載范圍，并得出撐桿和下弦鋼索的抗震能力比桁架桿件高的結(jié)論。 

    3.分別在幾何非線性和雙非線性條件下的地震響應(yīng)分析表明，結(jié)構(gòu)的支座反力響應(yīng)變化較大，尤其是水平方向的反力響應(yīng)變化最大，對(duì)支座和下部支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求高。 

    4.在某一強(qiáng)震下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)分析，得出了結(jié)構(gòu)在地震波不同輸入方向、不同地震波、支座約束變化、索預(yù)應(yīng)力大小變化、等參數(shù)變化時(shí)的地震響應(yīng)變化發(fā)展趨勢，對(duì)本文特定的單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下的動(dòng)力響應(yīng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 本文通過對(duì)特定的單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)的彈塑性地震動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行的數(shù)值模擬分析，得出了各種動(dòng)力響應(yīng)指標(biāo)的發(fā)展規(guī)律、不同參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律，取得了相應(yīng)結(jié)論，并對(duì)需要進(jìn)一步深入的研究工作進(jìn)行了展望。