《大跨空間結構中非結構構件抗震性能與設計方法研究》是依託天津大學，由蘆燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大跨空間結構中非結構構件抗震性能與設計方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蘆燕
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大跨空間結構由於其主體結構抗震性能好，已成為震後民眾的避難場所。在抗震設計中不僅要保證主體結構安全可靠，更要保證其內部設施和設備等不損壞和不中斷工作，使震後人員和財產損失降至最低。由於大跨空間結構的動力特性與其他結構體系明顯不同，因此現有的非結構構件抗震設計理論無法適用大跨空間結構中。本項目擬在建立具有連線區的大跨空間結構和非結構構件的主-附結構耦合體系分析模型，採用傳遞函式法研究考慮多點連線的大跨空間結構主-附結構耦合體系的動力回響。研究主體結構非線性情況、非結構構件空間位置等因素對非結構構件動力回響的影響，得出大跨空間結構中非結構構件的擬合加速度包絡譜，以此來指導大跨度空間結構中非結構構件的抗震分析和設計。最後確定基於性能的大跨度空間結構中非結構構件的不同性能水準，開展非結構構件的地震易損性分析，對其進行抗震能力評估，以實現大跨空間結構非結構構件抗震設計的評估和決策套用。
結題摘要
大跨空間結構由於其主體結構抗震性能好，已成為震後民眾的避難場所。因此，在抗震設計中要不斷提高建築結構的抗震性能與防災變能力，不僅要保證建築主體結構本身的安全可靠，更要保證其內部設施和設備等非結構構件不損壞、不中斷工作，以使震後人員損傷和財產損失降至最低，使其起到應急避難場所的作用，以期不斷提高建築結構實現既有功能的效果和效率。由於大跨空間結構的動力特性與其他結構體系明顯不同，因此本項目主要針對大跨空間結構及非結構構件的抗震性能進行深入分析。 1、採用考慮損傷累積效應的鋼材本構模型及壓桿失穩後的力學性能，對拱形立體桁架結構進行增量動力分析，確定出不同跨度拱形立體桁架結構的薄弱位置以及倒塌破壞極限位移，實現了拱形立體桁架結構的定量化防倒塌設計；基於變換荷載路徑法，揭示了球面網殼的關鍵桿件、關鍵節點，提出抗連續性倒塌冗餘度指標。 2、針對四邊簡支網架結構單點連線單自由度非結構構件的情況，利用傳遞函式法推導出非結構構件頻域位移公式以及網架任一點頻域位移公式，並進一步得到主附結構之間連線作用力的頻域公式。其次研究主附結構頻率比和質量比等參數對耦合結構頻域位移回響和網架桿件內力的影響。 3、吊頂作為在大跨空間結構中非結構構件震害最為嚴重的形式之一。為了考慮大跨結構作為主體結構時對吊頂系統這一附屬結構抗震性能的影響，設計了不同剛度的上部支承結構，來模擬大跨結構豎向振動的影響。同時，設計了採用吊桿中間加鉸這一構造措施的吊頂系統，來研究不同構造措施對吊頂系統的抗震性能的影響。通過理論分析與數值分析，確定出吊頂系統位移回響與加速度回響的分布規律，得出了柔性上部結構的吊頂加速度放大係數建議值。
