體育場挑篷結(jié)構(gòu)抗震性能及減震研究.pdf

1、體育場挑篷結(jié)構(gòu)是一種復雜體型建筑結(jié)構(gòu)形式，設計難度大。目前，國內(nèi)外學者對于挑篷結(jié)構(gòu)的研究主要集中在風荷載響應及人群荷載引起的樓面振動上，而對于其在地震作用下的響應研究略顯不足。本文以濟南奧林匹克體育中心體育場看臺為研究背景，通過地震模擬振動臺試驗和精細的結(jié)構(gòu)分析，對挑篷結(jié)構(gòu)的抗震性能進行了深入的研究。通過設置位移型軟鋼阻尼器(HADAS)對結(jié)構(gòu)進行耗能減震控制，有效地減少了結(jié)構(gòu)的地震響應。
　　 對濟南奧林匹克中心體育場部分主體

2、結(jié)構(gòu)1/20模型進行模擬地震振動臺試驗，測試了模型結(jié)構(gòu)的動力特性、阻尼比及其在當?shù)囟嘤觥⒃O防、罕遇地震作用下的響應。試驗中，著重分析了挑篷結(jié)構(gòu)在豎向地震激勵下的響應，通過量測挑篷測點的位移、速度、加速度等參數(shù)，揭示了挑篷結(jié)構(gòu)在高位支撐時，其豎向地震作用效應（節(jié)點加速度響應）放大多達幾倍到十幾倍這一重要現(xiàn)象，設計中應注意提高挑篷結(jié)構(gòu)支座的強度要求。
　　 對模型結(jié)構(gòu)的有限元理論計算分析，進一步揭示了結(jié)構(gòu)的地震響應規(guī)律，與振動臺試驗

3、結(jié)果吻合較好。通過水平向及豎向靜力彈塑性分析，揭示了結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性鉸的順序，改進的能力譜法進一步驗證了結(jié)構(gòu)的抗震能力。針對挑篷結(jié)構(gòu)對于豎向地震動敏感的這一特性，建立了多模態(tài)組合的豎向靜力彈塑性分析方法，特別提出了在豎向靜力彈塑性分析時考慮高階模態(tài)的貢獻，計算結(jié)果顯示，若采用傳統(tǒng)的單階豎向模態(tài)加載模式，會使計算結(jié)果明顯偏于不安全，因此建議對挑篷這類結(jié)構(gòu)進行豎向靜力彈塑性分析時，宜采用多模態(tài)組合的加載模式。
　　 將多維虛擬激勵法進一

4、步應用于挑篷結(jié)構(gòu)的多維地震隨機響應分析中。詳細介紹了多維地面運動功率譜密度函數(shù)模型及其參數(shù)，給出了均值響應和峰值響應的評估方法，比較了挑篷結(jié)構(gòu)在單向和多向地震動輸入下的關鍵節(jié)點位移反應，計算結(jié)果表明，多維地震動會明顯加大結(jié)構(gòu)的響應。將虛擬激勵法的計算結(jié)果與時程法的進行比較，兩者的計算結(jié)果吻合較好。多維虛擬激勵法作為一種高效的隨機振動分析方法，為對大型體育場挑篷這類結(jié)構(gòu)進行多維地震隨機振動分析提供了有效的途徑。
　　 對施加位移型