空间结构与下部结构协同工作简化分析方法研究

摘要

空间结构被广泛应用于体育场馆、会展中心等大型公共建筑。近年来，对各种大跨度空间结构性能的研究较多，然而，迄今为止对空间结构与下部支承结构协调工作的系统研究相对较少，设计中尤其是抗震设计中如何考虑空间结构与下部结构的相互作用常常困扰着设计人员。本文通过对三种不同下部支承结构(整体支承、独立支承、混合支承)与空间结构相互作用、协同工作的研究，提出简化分析方法，以期对实际工程设计起到借鉴作用。
　　 首先，当下部结构为整体支承结构时，提出将下部结构按基本周期等效简化为简单框架结构。以整体支承结构支承的立体桁架为例，分别建立整体分析模型和简化分析模型，对地震荷载作用下，立体桁架结构的受力性能进行比较分析，结果表明，简化分析方法可以满足工程设计的精度要求。同时，验证了按鞭梢效应将上部空间结构地震响应放大3倍考虑下部支承结构作用是偏于安全的。
　　 其次，当下部结构为独立支承结构时，采用将支承结构按侧移刚度简化为弹簧约束的简化分析方法。以独立支承结构支承的立体桁架为例，分别建立整体分析模型和简化分析模型，地震响应分析表明，简化分析方法可以满足工程设计的精度要求。
　　 最后，当下部结构为混合支承结构时，采用将支承结构按侧移刚度简化为弹簧约束的简化分析方法。以框架和独立柱支承的双层网壳结构为例，进行了整体模型和简化模型的静力分析和地震响应分析，结果表明，在静力荷载及竖向地震荷载作用下，简化分析方法所得结果较为准确，但对于水平地震作用分析，简化计算方法误差较大。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1背景

1.2下部支承结构的分类

1.3研究现状

1.4本文的主要工作

第二章空间结构抗震分析理论

2.1动力特征分析的基本原理和计算模式

2.2反应谱法基本理论

2.3时程分析基本理论

2.4时程法与反应谱法的比较

2.5地震波的选取与调整

2.6反应谱分析时各参数及模态阶数的确定

2.7质量矩阵、阻尼矩阵的确定

第三章下部结构为整体支承时与空间结构的协调工作分析

3.1引言

3.2结构模型

3.3下部支承结构对上部立体桁架结构的影响

3.4立体桁架结构对下部支承结构地震反应的影响

3.5简化分析模型

3.6下部支承结构为框架体系时的地震反应分析

3.7下部支承结构为框架支撑体系时的地震反应分析

3.8本章小结

第四章下部结构为独立支承时与空间结构的协调工作分析

4.1引言

4.2结构模型

4.3简化分析模型

4.4静力分析

4.5地震反应分析

4.6上部结构与下部结构连接情况不同时对上部结构的影响

4.7本章小结

第五章下部结构为混合支承时与空间结构的协调工作分析

5.1引言

5.2结构模型

5.3简化分析方法

5.4静力分析

5.5地震反应分析

5.6本章小结

第六章结论与展望

6.1本文的主要结论

6.2展望

发表论文和参加科研情况说明

参考文献

致 谢