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應力鋼結(jié)構(gòu)，廣泛應用于大型的會展中心、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)乎生命財產(chǎn)的安全，依據(jù)大型建筑結(jié)構(gòu)的災害性研究的發(fā)展趨勢，本論文選取單榀張弦桁架作為研究對象，重點研究其在地震作用下的彈塑性動力響應發(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，對單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)進行分析。在不同地震作用下，對結(jié)構(gòu)的變形與受力性能、結(jié)構(gòu)的各塑性發(fā)展指標進行了分析，并分析不同參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)的強震動力響應的影響，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因素下，對單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)在多遇地震和罕遇地震下的受力性能進行了分析，對節(jié)點位移、結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)力和索段應力等響應指標進行分析，并以設計強度為控制指標進行要求，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因素下，對結(jié)構(gòu)在強震下的彈塑性動力響應進行了分析，主要針對各塑性響應指標進行了分析。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，進而確定出了結(jié)構(gòu)的強震控制荷載范圍，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分析表明，結(jié)構(gòu)的支座反力響應變化較大，尤其是水平方向的反力響應變化最大，對支座和下部支承結(jié)構(gòu)的設計要求高。 

    4.在某一強震下，對結(jié)構(gòu)進行了一些動力響應參數(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、索預應力大小變化、等參數(shù)變化時的地震響應變化發(fā)展趨勢，對本文特定的單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)在強震下的動力響應有了進一步的認識。 本文通過對特定的單榀張弦桁架結(jié)構(gòu)的彈塑性地震動力響應進行的數(shù)值模擬分析，得出了各種動力響應指標的發(fā)展規(guī)律、不同參數(shù)對結(jié)構(gòu)動力響應的影響規(guī)律，取得了相應結(jié)論，并對需要進一步深入的研究工作進行了展望。