2008奧運羽毛球館新型弦支穹頂結構抗震性能分析.pdf

1、弦支穹頂作為一種剛、柔結合的新型雜交空間結構形式,兼具單層網(wǎng)殼和索穹頂?shù)膬?yōu)點,近些年來逐漸受到人們的青睞。由于發(fā)展時間比較短,對其抗震性能的研究還相對較少,同時研究也不夠深入；目前研究所采用的模型均為中小跨度結構,未超出單層網(wǎng)殼的適用范圍,難以體現(xiàn)出本結構的優(yōu)勢。以2008年奧運會為契機,北京工業(yè)大學正在建設目前世界最大的新型弦支穹頂結構-08奧運羽毛球館(跨度93m)。該工程理論研究和體系創(chuàng)新要求高,施工難度大,結構中存在大量鋼索與拉

2、桿等預應力構件,這些預應力構件對整個結構安全性極其重要,它們的破壞往往會造成結構的整體破壞。但是關于該類構件在強震下的受力狀態(tài)研究還沒有引起足夠重視,極有必要對結構中預應力構件的抗震性能做深入全面的研究。本文重點將理論和技術創(chuàng)新與奧運重大工程建設需要相結合,以奧運羽毛球館弦支穹頂結構為研究對象,對其進行模態(tài)參數(shù)分析,上下部結構共同工作分析,反應譜地震分析,考慮局部場地效應的多點輸入時程分析,罕遇地震作用下多維輸入彈塑性大震分析等,具體研

3、究內(nèi)容包括： 進行了詳細的動力特性分析,得出該類結構模態(tài)振型規(guī)律；改變結構布索圈數(shù)、撐桿長度、預應力度、邊界條件等參數(shù),研究各種參數(shù)的改變對整體結構動力特性的影響程度。 建立結構上部網(wǎng)殼局部計算模型和網(wǎng)殼與支承體系共同工作整體計算模型,分析網(wǎng)殼與支承體系靜、動力相互作用,研究支承剛度的變化對屋蓋鋼結構受力的影響程度,并對實際工程計算時有限元模型的合理選取提出建議。 對結構進行常遇地震作用下多維地震反應譜分析和時程

4、地震分析,得出結構各部分構件地震作用時的受力特點；對比水平地震輸入和豎直地震輸入結構動力響應結果,得出兩種方向輸入對結構動力響應的影響程度；對反應譜方法和時程方法地震分析結果進行對比,得出兩種方法地震分析結果的差異程度,對抗震分析方法合理選用提出建議。 本算例屋蓋結構跨度近百米,對于如此大跨度的網(wǎng)殼結構,地震時地面運動空間變化對結構的地震響應的影響不可忽略。鑒于此,對結構進行考慮局部場地效應的多點輸入地震時程分析,并與一致輸入情