體育場(chǎng)挑篷結(jié)構(gòu)抗震性能及減震研究.pdf

1、體育場(chǎng)挑篷結(jié)構(gòu)是一種復(fù)雜體型建筑結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)難度大。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于挑篷結(jié)構(gòu)的研究主要集中在風(fēng)荷載響應(yīng)及人群荷載引起的樓面振動(dòng)上，而對(duì)于其在地震作用下的響應(yīng)研究略顯不足。本文以濟(jì)南奧林匹克體育中心體育場(chǎng)看臺(tái)為研究背景，通過(guò)地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和精細(xì)的結(jié)構(gòu)分析，對(duì)挑篷結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了深入的研究。通過(guò)設(shè)置位移型軟鋼阻尼器(HADAS)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行耗能減震控制，有效地減少了結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。
　　 對(duì)濟(jì)南奧林匹克中心體育場(chǎng)部分主體

2、結(jié)構(gòu)1/20模型進(jìn)行模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，測(cè)試了模型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、阻尼比及其在當(dāng)?shù)囟嘤?、設(shè)防、罕遇地震作用下的響應(yīng)。試驗(yàn)中，著重分析了挑篷結(jié)構(gòu)在豎向地震激勵(lì)下的響應(yīng)，通過(guò)量測(cè)挑篷測(cè)點(diǎn)的位移、速度、加速度等參數(shù)，揭示了挑篷結(jié)構(gòu)在高位支撐時(shí)，其豎向地震作用效應(yīng)（節(jié)點(diǎn)加速度響應(yīng)）放大多達(dá)幾倍到十幾倍這一重要現(xiàn)象，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意提高挑篷結(jié)構(gòu)支座的強(qiáng)度要求。
　　 對(duì)模型結(jié)構(gòu)的有限元理論計(jì)算分析，進(jìn)一步揭示了結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)規(guī)律，與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)

3、結(jié)果吻合較好。通過(guò)水平向及豎向靜力彈塑性分析，揭示了結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性鉸的順序，改進(jìn)的能力譜法進(jìn)一步驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的抗震能力。針對(duì)挑篷結(jié)構(gòu)對(duì)于豎向地震動(dòng)敏感的這一特性，建立了多模態(tài)組合的豎向靜力彈塑性分析方法，特別提出了在豎向靜力彈塑性分析時(shí)考慮高階模態(tài)的貢獻(xiàn)，計(jì)算結(jié)果顯示，若采用傳統(tǒng)的單階豎向模態(tài)加載模式，會(huì)使計(jì)算結(jié)果明顯偏于不安全，因此建議對(duì)挑篷這類(lèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎向靜力彈塑性分析時(shí)，宜采用多模態(tài)組合的加載模式。
　　 將多維虛擬激勵(lì)法進(jìn)一

4、步應(yīng)用于挑篷結(jié)構(gòu)的多維地震隨機(jī)響應(yīng)分析中。詳細(xì)介紹了多維地面運(yùn)動(dòng)功率譜密度函數(shù)模型及其參數(shù)，給出了均值響應(yīng)和峰值響應(yīng)的評(píng)估方法，比較了挑篷結(jié)構(gòu)在單向和多向地震動(dòng)輸入下的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位移反應(yīng)，計(jì)算結(jié)果表明，多維地震動(dòng)會(huì)明顯加大結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。將虛擬激勵(lì)法的計(jì)算結(jié)果與時(shí)程法的進(jìn)行比較，兩者的計(jì)算結(jié)果吻合較好。多維虛擬激勵(lì)法作為一種高效的隨機(jī)振動(dòng)分析方法，為對(duì)大型體育場(chǎng)挑篷這類(lèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多維地震隨機(jī)振動(dòng)分析提供了有效的途徑。
　　 對(duì)施加位移型