大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第38卷第3期154SichuanBuildingScience2012年6月大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析石启印，蔡永刚，李爱群(1．江苏大学土木工程系，江苏镇江212013；2．东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京210096)摘要：为了研究大跨度张弦桁架结构的自振特性及其地震响应，首先应用有限元方法对结构的振型进行分析，然后通过时程分析法讨论张弦桁架结构在地震作用下的动力响应，主要研究了不同预应力、撑杆数、拉索横截面积及约束条件对其自振特性和地震响应的影响以及不同地震波对结构响应的影

2、响。分析结果表明，张弦桁架结构的低阶振型以竖向振动为主，预应力、撑杆数、拉索横截面积对低阶振型影响很小，对结构的地震响应影响也很小；但约束条件对结构的低阶振型影响很大，对结构的地震响应影响也很大；结构的响应还与地震波有很大关系。关键词：张弦桁架结构；有限元；振型分析；时程分析；地震响应中图分类号：TU393．3文献标识码：A文章编号：1008—1933(2012)03—154—06AnalysisOffreevibrationcharacteristicsandseismicresponseoflong-spantrussstrings

3、tructureSHIQiyin，CAIYonggang‘，LIAiqun(1．DepartmentofCivilEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China；2．KeyLaboratoryofConcreteandPrestressedConcreteStructureofMinistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Inordertostudythefreevibrationchara

4、cteristicsandseismicresponseoflong—spantrussstringstructure，thevibrationmodeanalysisisfirstlycarriedoutforthisstructurethroughfiniteelementmethod，thentimehistoryanalysisisperformedtostudythedynamicbehavioroftrussstringstructureunderearthquakeaction，thestudymainlyincludes

5、theefectofprestressofcable，numberofstruts，areaofcablesandrestrictionsonfreevibrationcharacteristicsandseismicresponse，andalsoincludestheefectofdiferentwaveonseismicresponse．Theresultsshowthatlowvibrationmodesofthestructurearemostlyverticalmodes．Theefectofprestressofcable

6、，numberofstruts，areaofcableonthelowvibrationmodesandseismicresponseoflong—spantrussstringstructureisslightly．Buttheefectofrestrictionsonthelowvibrationmodesandseismicresponseofthisstructureislargely．Theresponseofstructurehasmuchtodowiththewaves．Keywords：trussstringstruct

7、ure；finiteelement；vibrationmodesanalysis；timehistoryanalysis；seismicresponse目前，张弦桁架结构在我国许多重大工程中得0引言到了运用，如上海浦东机场候机楼、广州国际会展中张弦桁架结构是通过撑杆连接上弦立体桁架和心、哈尔滨会展体育中心、上海世博会主题馆及国家下弦高强度拉索而形成的一类新型大跨度空间结构体育馆屋盖模型等。形式，是由张弦梁结构发展而来的。张弦桁架的本文以镇江体育会展中心体育会展馆屋盖模型一个重要特征是通过对索施加预应力使桁架结构产为基础，选取其中有代表性

8、的一榀张弦桁架结构作生反拱，从而大大减小结构的挠度。此外，由于钢索为研究对象，通过振型分析和时程分析研究该结构抵消了拱脚水平推力，充分发挥了拱形结构的受力的抗震性能，进而考虑预应力大小、拉索截面面积、优势和