張拉膜結構建筑在地震作用下的抗震性

    大跨度張拉膜結構是最近幾年發展起來的一種新型的大跨度預應力鋼結構，廣泛應用于大型的會展中心、展覽館以及其它重要的公共建筑中，己顯露出良好的應用前景。這些公共建筑在地震作用下的抗震性能關乎生命財產的安全，依據大型建筑結構的災害性研究的發展趨勢，本論文選取單榀張弦桁架作為研究對象，重點研究其在地震作用下的彈塑性動力響應發展趨勢。 在相關研究的基礎上，本文利用有限元程序ANSYS，對單榀張弦桁架結構進行分析。在不同地震作用下，對結構的變形與受力性能、結構的各塑性發展指標進行了分析，并分析不同參數變化對結構的強震動力響應的影響，主要完成的內容有以下幾方面: 

    1.在考慮幾何大變形效應因素下，對單榀張弦桁架結構在多遇地震和罕遇地震下的受力性能進行了分析，對節點位移、結構桿件內力和索段應力等響應指標進行分析，并以設計強度為控制指標進行要求，得出該結構在多遇地震下處于彈性工作階段；在罕遇地震下結構局部桿件進入彈塑性工作階段，整體結構處于彈塑性工作階段。

    2.在考慮幾何和材料的雙非線性效應因素下，對結構在強震下的彈塑性動力響應進行了分析，主要針對各塑性響應指標進行了分析。分析結果表明，該結構桁架部分的局部桿件進入塑性現象發生較快、塑性發展程度很大，結構相對變形能力和耗震能力消耗大，直致整體結構不滿足抗震使用功能的要求，進而確定出了結構的強震控制荷載范圍，并得出撐桿和下弦鋼索的抗震能力比桁架桿件高的結論。 

    3.分別在幾何非線性和雙非線性條件下的地震響應分析表明，結構的支座反力響應變化較大，尤其是水平方向的反力響應變化最大，對支座和下部支承結構的設計要求高。 

    4.在某一強震下，對結構進行了一些動力響應參數分析，得出了結構在地震波不同輸入方向、不同地震波、支座約束變化、索預應力大小變化、等參數變化時的地震響應變化發展趨勢，對本文特定的單榀張弦桁架結構在強震下的動力響應有了進一步的認識。 本文通過對特定的單榀張弦桁架結構的彈塑性地震動力響應進行的數值模擬分析，得出了各種動力響應指標的發展規律、不同參數對結構動力響應的影響規律，取得了相應結論，并對需要進一步深入的研究工作進行了展望。