钱曙珊

大跨弦支穹顶结构的动力反应分析

钱曙珊

(天津大学建筑工程学院，天津 300072)

采用大型有限元软件ANSYS对大跨弦支穹顶结构的自振特性和地震响应进行了计算分析．考虑了不同初始状态对结构频率分布及振型特征的影响，比较了弦支穹顶结构和单层网壳结构自振特性的差异．计算了多点地震动波速输入下，大跨弦支穹顶结构的动力反应．研究结果表明，行波效应对大跨弦支穹顶结构的地震响应影响显著，特别是当多点输入相位差较大时，结构的内力和位移峰值都会有明显的增大，当场地土土质较软时不能忽略行波时滞的影响；常遇地震输入下，大跨弦支穹顶结构的位移和内力变化都较小，计算中可以不考虑几何和材料的非线性．

弦支穹顶；动力有限元；模态分析；行波效应；时程分析

弦支穹顶结构[1]是由单层网壳和弦支体系(张拉结构)组合而成的自平衡体系，它又是异钢种预应力杂交空间结构体系．其中高强预应力拉索的引入使钢材强度的利用更加充分，结构自重因此而降低；通过对索施加预应力，上部单层网壳将产生与荷载作用反向的变形和内力，从而使结构在荷载作用下，上部网壳结构各构件的相对变形小于相应的单层网壳，使其具有更大的变形储备；联系索与梁的撑杆对于单层网壳起到了弹性支撑的作用，可以减小单层网壳杆件的内力，调整体系的内力分布，降低内力幅值；张拉结构部分不仅增强了总体结构的刚度，还大大提高了单层网壳部分的稳定性，因此弦支穹顶结构的跨度可以做得较大；……