浅谈大跨空间网壳结构抗震性能和分析方法的研究

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1、同济大学博士后学位论文大跨空间网壳结构抗震性能和分析方法的研究姓名：孙建梅申请学位级别：博士后专业：结构工程指导教师：张其林20070601同济大学博士后出站报告摘要大跨空间网壳结构的抗震性能和分析方法研究对于大跨空间网壳结构，地面运动长周期成分存在于结构的共振作用的危险，再加上振型比较密集，复杂，如何客观合理地进行抗震设计是当前亟待解决的难题。现行的设计反应谱和振型分解反应谱方法不能有效的解决这个问题，本论文针对此问题，较为全面深入地分析了大跨空间网壳结构的抗震性能及各类影响因素，并且借助于回归方法提出了修正反应谱法，使用反应谱法分

2、析这类结构具有较高的精度，从而为理论研究和实际应用搭建了桥粱。本文首先回顾了大跨空间网壳结构动力分析的理论基础，研究了结构动力特性、地震反应分析的基本理论，包括振型分解反应谱法及时程分析法求解结构地震响应等，概述各方法的计算过程及其特点。根据研究需要，引入了空间杆单元和梁单元的一致质量矩阵与集中质量矩阵。根据大跨空间网壳结构的特点，详细推导结构几何非线性地震反应分析的计算过程与列式。大跨空间网壳结构在地震荷载作用下的振动反应规律不仅与地震荷载有关，还与结构自振特性紧密相关。本文探讨了网壳结构的基本自振特性，分析结构的各阶周期及对应振型

3、，了解结构各向刚度分布情况。随后通过参数分析，主要考虑了结构周期随支座的数量、矢跨比和载荷等三个主要因素的影响，得出影响因素之间频率和振型的异同，从而得出一些有益于结构设计的结论。本文采用振型分解反应谱法系统深入地分析了大跨空间网壳结构的地震响应特性，从而为这种结构类型的工程抗震设计提供理论依据和指导。主要了解清楚结构杆件的内力分布规律，详细分析了振型截断问题；随后进行参数分析，主要考虑了支座性质、矢跨比和阻尼比等三个主要因素对结构响应的影响本文将回归分析理论引入到大跨空间网壳结构的抗震分析中，针对用振型分解反应谱法分析大跨空间网壳结

4、构存在较大的误差的问题，提出了实用有效的分析方法即修正反应谱法，为用反应谱法准确分析该类复杂结构的抗震安全性能构建了框架，这对于工程设计人员将是非常有帮助的。关键词：大跨空间网壳结构时程分析法反应谱法回归方法修正反应谱法同济大学谗士后出站报告AbstractResearchonSeismicBehaviorandAnalysisMethodofLong-SpanSpatialReticulatedShellS协lctIlresWith8viewtothedangercausedbyresonanceinthecomponentoflo

5、ngperiodandthestructureandthedensityofvibrationshape，itisataskresolvednecessarilyhowtoevaluatetheseismicresponsewithobjectivityandreasonforlong-spanspatialreticulatedshellstructures．Thisproblem锄’tberesolvedeffectivdybytheactuaIresponsespectrummethod，80theSeismicBehavior

6、andtheeffectfactorwereanalyzedcomplicatedlyandthemodifiedresponsespectrummethodbroughtforwardthroughregressionbywhichtheprecisionoftheanalysisresultisgood．皿econnectionisbuiltllpfromtheoreticalstudytopracticalapplicationbythestudyinthispaper．Thetheorybasesofdynamicarerev

7、iewedwhichincludedthedynamicproperty，theresponsespectrummethodandthetimehistorymethod．n璩consistantma$smatrixandconcentxatemassmatrixofspatialelementoftrussandbeamelementareinvolvedaccordingtotheneedofstudy．Thecalculationprocessandtheformulaaboutthenon-linearseismicrespo

8、trse眦deduceindetailwhichisadapttolong-spanspatialreticulatedshellstructures．n圮seismicresponsepropertyoflong-sp