弦支穹顶结构多维多点地震响应分析

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1、广东建材2012年第2期勘察设计与装饰弦支穹顶结构多维多点地震响应分析张希锐周婧(中山深城建房地产有限公司；广东省建筑设计研究院)捅要：本文研究了弦支穹顶结构在多维多点地震动激励下的响应情况，对40m、80m和120m跨度的弦支穹顶结构进行时程分析，列出了结构在不同视波速下三向及单向输入地震波行波激励下的地震响应，并与一致激励下的地震响应进行了对比分析。结果表明，考虑结构多维多点地震响应分析时，杆件内力随视波速的增大而减小，越来越接近一致激励下的杆件应力；且对弦支穹顶结构不同位置的杆件的内力值影响有所不同，

2、相比单维多点输入，结构在多维多点地震动激励下的响应要大得多。因而，对于大跨度弦支穹顶结构，在计算地震响应时，必须考虑多维多点的影响，而且应对可能出现的地面视波速进行全面分析。关键词：弦支穹顶结构；多维地震输入；多点地震输入；时程分析法；行波效应地震波传播过程的复杂性会对结构的抗震性能有随着大跨度结构逐渐成为现代文明发展的重要组所影响，以往对大跨空间结构多维多点输入的分析方成部分，并被广泛地应用于体育场馆、大型展厅、工业厂法，大多数应用起来比较复杂，不宜被工程采用。而对于房等空间结构的建设中，设计理论的日益完

3、善和施工经平面尺寸较小的建筑，考虑多维多点地震输入对结构的验累积，使在对大跨度结构进行抗震设计时，需要考虑影响并不大，可采用“一致激励”假定进行分析，但对于多维多点地震输入的影响也逐渐成为国内外学术界和平面尺寸较大的结构，考虑多维多点地震输入将对结构工程界的共识[2]。反应产生极大的影响。地震动在本质上是空间变化的，1弦支穹顶结构多维多点地震输入的基由于波列传播速度的有限性和相干性的损失，以及局部场地地质的不同等都会导致各支承点的地震激励出现本理论显著差异。因此，对于大跨度结构，考虑地震动的多维多1．1多点

4、输入下的运动方程点输入是十分必要的『1]。考虑地震动非一致输入下的运动方程为髓]：现，以及桩基下地基，其压力范围则远不止100～规范的修正系数值为基础底面平均压力P与地基承载200kPa，因此应该用其实际压力，规范对此也作了严格力设计值f之间的比值：深圳地基规范则又不同。因的规定，即应当取该层地基土在自重压力至自重压力加此，各地应该建立在沉降实测基础上的本地经验修正系附加压力作用时的压缩模量，在实际计算时，可根据室数，不能完全照搬国标《地基规范》(GBJ7—89)的规定。内土工压缩试验结果e—P曲线计算公式

5、计算：4结语E。i=(1+el)／ai；ai(el一e2i)／(P2i—P1i)(1)岩土体的抗剪强度c、值，可以因为试验方法，用实际压力范围计算的Es值与用lO0~200kPa压排水固结条件不同而表现为不同的值。因此，抗剪强度力范围的Es有时相差较明显，对于一些对沉降要求较c、值试验，要依据不同的工程要求和地基土的特点高的建筑物(如框架结构)，由于Es的误差有时可以导而采用不同的试验方法，不能一概而论。致基础方案的选择，而这一点常常被工程设计人员所忽(2)用理论计算方法确定地基土承载力，并不是对所略。有的

6、土层都合适，有时用其计算的结果与实际相差明3．2沉降修正系数s显，此时可以用魏西克刚度指标有关公式判别或者结合在《地基规范》(GBJ7-89)中，其最终沉降量计算公当地其它承载力确定方法加以验证。式中的沉降计算经验修正系数1lrS的变化范围从(3)在基础的沉降计算中，压缩模量Es应该用地基0．2～1．4，其对最终沉降的影响是很大的。目前，各地对土的实际压力范围值计算而得出，而沉降经验修正系数修正系数的数值是不同的。如上海地基规范则规定其值S则应该在沉降实测的基础上建立当地的修正标准。随附加压力p。的增大可以

7、从0．7变化到1．3；天津地基●一65—勘察设计与装饰广东建材2012年第2期[M：M兰]J{i又：．}+cCc]J{又i}+KK：]J{ixs】j={i；P}j性力分别为Mou、M。u。，其动力平衡方程可以写成：(式1)式中，[M】、[c]、[K]分别表示结构质量矩阵、阻尼篾]}矩阵、刚度矩阵；{又}、{X}、{X}分别表示质点DnN_度、(式4)速度、位移向量；下标SS，bb，sb分别表示上部结构自由式中，[M]、[c]、[K]分别表示结构质量矩阵、阻尼度、支座自由度及其耦合项；下标S，b分别表示上部结

8、构及支座；P为作用于结构各支座节点的地震动作用。矩阵、刚度矩阵；U}、}、{u}分别表示质点加速度、展开式(1)中第一行，可以得出：速度、位移向量；下标SS，bb分别表示上部结构自由度和支座自由度；下标S，b分别表示上部结构及支座；MMXX+KX_。。bXb—SbXb一曲xb(式2)。考虑到若指定阻尼矩阵，可从数值上计算阻尼荷载u、M。u，分别为作用于节点1和节点2上的惯性力。式(4)改写成分块矩阵：Cx，但是通