多点激励下隔震大跨网格结构的地震响应分析方法研究项目摘要

研究表明，大跨结构在抗震分析时要考虑地震动空间效应的影响。近年来，支座隔震技术逐步应用于空间网格结构，由于隔震层的存在，导致现有计算方法无法适用于隔震结构多点地震激励下的地震响应分析。项目针对隔震空间网格结构超长、大跨的特点，基于理论分析与振动台模型试验，以期建立多点地震激励下的结构响应分析方法，并系统研究隔震网格结构的动力特性和地震响应特征。理论方面，针对隔震结构的非线性问题，重点解决结构动力方程中的支座变刚度与非比例阻尼问题，提出刚度和阻尼等效准则，实现动力方程的直接求解，并进行算法研究，然后编制相应的计算程序。试验研究方面，基于振动台台阵模型试验，研究隔震网格结构多点地震输入下的动力特性和响应特征，重点考察地震动激励、支座的刚度和阻尼变化对结构抗震性能的影响，并验证理论模型的合理性。最后基于理论分析与试验研究，利用数值模拟进行参数分析，建立多点地震激励下隔震网格结构的实用分析方法。

项目重点研究了大跨隔震结构考虑地震动空间效应的影响，通过理论分析与振动台试验研究，分析了隔震大跨空间结构在多点地震激励下的地震响应特征。近年来，支座隔震技术逐步应用于空间网格结构，由于隔震层的存在，导致现有计算方法无法适用于隔震结构多点地震激励下的地震响应分析。项目针对隔震空间网格结构超长、大跨的特点，基于理论分析与振动台模型试验，确定了多点地震激励下的结构响应分析方法，研究隔震网格结构的动力特性和地震响应特征。理论方面，针对隔震结构的非线性问题，重点解决结构动力方程中的支座变刚度与非比例阻尼问题，提出刚度和阻尼等效准则，实现动力方程的直接求解，并进行算法研究，编制相应的计算程序。试验研究方面，基于振动台台阵模型试验，研究隔震网格结构多点地震输入下的动力特性和响应特征，重点考察地震动激励、支座的刚度和阻尼变化对结构抗震性能的影响，并验证理论模型的合理性。最后基于理论分析与试验研究，利用数值模拟进行参数分析，建立多点地震激励下隔震网格结构的实用分析方法。 2100433B

本项目针对大跨空间网格屋盖结构的三维动力特性和地震响应的多向随机性特点，研究屋盖结构的三维复合隔震。研制适合于大跨空间网格屋盖结构的三维复合隔震支座，支座的水平隔震采用聚四氟乙烯摩擦滑移装置与水平复位、限位装置串联，竖向隔震采用圆柱形螺旋弹簧或环行弹簧。重点探讨：水平摩擦滑移装置的摩擦系数与竖向动力荷载变化间的关系；两向水平荷载作用下，滑移摩擦装置滑动面上的两水平方向摩擦力与位移间的耦合关系；及竖向初始刚度的选择等问题。对复合支座进行试验，基于试验研究与理论分析，建立复合隔震支座的力学模型，确定主要参数的计算方法或给出实用曲线。基于支座的力学模型与网格屋盖的动力特性，开展三维复合隔震支座的应用研究，建立三维复合隔震理论与分析方法，通过参数优化提出实用的设计方法与建议，为支座应用于工程实践创造条件。本项目的研究成果对大跨网格屋盖结构的抗震防灾及推动我国空间结构振动控制发展水平具有积极意义。 2100433B

本书系统的对大跨越输电塔线结构体系在多点输入情况下的抗震分析方法和抗震性能及影响因素进行系统的分析，共分7章。第1章介绍了大跨越输电塔结构抗震分析的国内外的最新研究进展；第2章介绍本书采用的地震波及相干函数；第3章系统介绍了两种适合于大跨越输电塔结构多点输入状态下的抗震分析方法，多点输入时程分析法和多点输入抗震可靠度分析法；第4章分析了大跨越输电塔线体系结构的动力特性；第5章从扭转角、结构顶点位移、轴力、基底剪力等方面分析了多点输入下大跨越输电塔结构的抗震性能；第6章通过调峰的方法使结构达到破坏状态，然后对结构在多点输入下的破坏方式进行分析，系统分析了结构的整体稳定、杆件的失稳破坏及塑性破坏。第7章系统分析了影响多点输入下大跨越输电塔结构抗震性能的主要因素，包括跨距、塔头形式、地震波的传播方向及视波速等。