多點激勵下隔震大跨網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的地震響應分析方法研究項目摘要

研究表明，大跨結(jié)構(gòu)在抗震分析時要考慮地震動空間效應的影響。近年來，支座隔震技術(shù)逐步應用于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由于隔震層的存在，導致現(xiàn)有計算方法無法適用于隔震結(jié)構(gòu)多點地震激勵下的地震響應分析。項目針對隔震空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)超長、大跨的特點，基于理論分析與振動臺模型試驗，以期建立多點地震激勵下的結(jié)構(gòu)響應分析方法，并系統(tǒng)研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的動力特性和地震響應特征。理論方面，針對隔震結(jié)構(gòu)的非線性問題，重點解決結(jié)構(gòu)動力方程中的支座變剛度與非比例阻尼問題，提出剛度和阻尼等效準則，實現(xiàn)動力方程的直接求解，并進行算法研究，然后編制相應的計算程序。試驗研究方面，基于振動臺臺陣模型試驗，研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)多點地震輸入下的動力特性和響應特征，重點考察地震動激勵、支座的剛度和阻尼變化對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，并驗證理論模型的合理性。最后基于理論分析與試驗研究，利用數(shù)值模擬進行參數(shù)分析，建立多點地震激勵下隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的實用分析方法。

項目重點研究了大跨隔震結(jié)構(gòu)考慮地震動空間效應的影響，通過理論分析與振動臺試驗研究，分析了隔震大跨空間結(jié)構(gòu)在多點地震激勵下的地震響應特征。近年來，支座隔震技術(shù)逐步應用于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由于隔震層的存在，導致現(xiàn)有計算方法無法適用于隔震結(jié)構(gòu)多點地震激勵下的地震響應分析。項目針對隔震空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)超長、大跨的特點，基于理論分析與振動臺模型試驗，確定了多點地震激勵下的結(jié)構(gòu)響應分析方法，研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的動力特性和地震響應特征。理論方面，針對隔震結(jié)構(gòu)的非線性問題，重點解決結(jié)構(gòu)動力方程中的支座變剛度與非比例阻尼問題，提出剛度和阻尼等效準則，實現(xiàn)動力方程的直接求解，并進行算法研究，編制相應的計算程序。試驗研究方面，基于振動臺臺陣模型試驗，研究隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)多點地震輸入下的動力特性和響應特征，重點考察地震動激勵、支座的剛度和阻尼變化對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，并驗證理論模型的合理性。最后基于理論分析與試驗研究，利用數(shù)值模擬進行參數(shù)分析，建立多點地震激勵下隔震網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的實用分析方法。 2100433B

本項目針對大跨空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的三維動力特性和地震響應的多向隨機性特點，研究屋蓋結(jié)構(gòu)的三維復合隔震。研制適合于大跨空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的三維復合隔震支座，支座的水平隔震采用聚四氟乙烯摩擦滑移裝置與水平復位、限位裝置串聯(lián)，豎向隔震采用圓柱形螺旋彈簧或環(huán)行彈簧。重點探討：水平摩擦滑移裝置的摩擦系數(shù)與豎向動力荷載變化間的關(guān)系；兩向水平荷載作用下，滑移摩擦裝置滑動面上的兩水平方向摩擦力與位移間的耦合關(guān)系；及豎向初始剛度的選擇等問題。對復合支座進行試驗，基于試驗研究與理論分析，建立復合隔震支座的力學模型，確定主要參數(shù)的計算方法或給出實用曲線。基于支座的力學模型與網(wǎng)格屋蓋的動力特性，開展三維復合隔震支座的應用研究，建立三維復合隔震理論與分析方法，通過參數(shù)優(yōu)化提出實用的設計方法與建議，為支座應用于工程實踐創(chuàng)造條件。本項目的研究成果對大跨網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的抗震防災及推動我國空間結(jié)構(gòu)振動控制發(fā)展水平具有積極意義。 2100433B

本書系統(tǒng)的對大跨越輸電塔線結(jié)構(gòu)體系在多點輸入情況下的抗震分析方法和抗震性能及影響因素進行系統(tǒng)的分析，共分7章。第1章介紹了大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)抗震分析的國內(nèi)外的最新研究進展；第2章介紹本書采用的地震波及相干函數(shù)；第3章系統(tǒng)介紹了兩種適合于大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)多點輸入狀態(tài)下的抗震分析方法，多點輸入時程分析法和多點輸入抗震可靠度分析法；第4章分析了大跨越輸電塔線體系結(jié)構(gòu)的動力特性；第5章從扭轉(zhuǎn)角、結(jié)構(gòu)頂點位移、軸力、基底剪力等方面分析了多點輸入下大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)的抗震性能；第6章通過調(diào)峰的方法使結(jié)構(gòu)達到破壞狀態(tài)，然后對結(jié)構(gòu)在多點輸入下的破壞方式進行分析，系統(tǒng)分析了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、桿件的失穩(wěn)破壞及塑性破壞。第7章系統(tǒng)分析了影響多點輸入下大跨越輸電塔結(jié)構(gòu)抗震性能的主要因素，包括跨距、塔頭形式、地震波的傳播方向及視波速等。