考虑参激振动的拉索预应力巨型网壳结构地震响应性能与抗震设计方法研究

基本信息
批准号:51878261
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:贺拥军
学科分类:
依托单位:湖南大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘艳芝,柯珂,李佳,王继新,王涛,杨振兴,陶义,金志文,向禹帆
关键词:
参激振动抗震性能与设计方法钢结构抗震空间结构拉索预应力巨型网壳结构
结项摘要

Currently, the frequently occurring earthquakes are potential catastrophic threat to important buildings, such as the long span and super long span spatial structures. This project intends to study on the seismic performance and design method of the pretensioned shell-like reticulated mega-structure, which was presented to construct super long span spatial structures. The mechanical model and dynamic equation of this kind of structure will be established with consideration of parametric vibration based on configuration analysis. Then, the structural basic aseismatic performance, occurrence condition of parammetric virbation for earthquake action, the failure mechanism and criterion of the system with consideration of parametric vibration will be investigated in detail by comprehensive theoretical analysis, numerical simulation, and model test. The corresponding prediction method of failure mode and ultimate load for this kind of structure are to be put forward. Also, the effective measurement for improvement of the structural aseismatic performance, especially for prevention of pramatric vibration will be studied. The practical aseismic design method for the super long span shell-like reticulated mega-structures and the similar structures will be finally presented. The research findings of this project are of great significant in theory and practice to assure safety of this kind of innovative system under earthquake. Also, the theoretical basis for compilation of the related specifications will be provided.

地震的频繁发生对大跨及超大跨空间结构等重要建筑构成了潜在的灾难性威胁,本项目拟针对适应空间结构向超大跨度发展需要而提出的拉索预应力巨型网壳结构的地震响应性能与抗震设计方法开展研究。在形体解析基础上,建立考虑参激振动的结构力学模型与动力方程,通过全面的理论分析、数值模拟与模型试验,探索结构基本抗震性能、地震作用下结构参激振动的发生条件与诱发机制、考虑参激振动的结构失效机理与失效准则,提出与之相适应的失效模式与失效荷载预测方法;研究提高结构整体抗震性能特别是防止参激共振发生的有效措施与构造方法,最终提出适用于超大跨度拉索预应力巨型网壳及其类似结构体系的实用抗震设计方法。本项目研究成果对于合理设计与推广应用这类新型结构体系、保证结构在地震作用下安全可靠具有重要的理论意义与工程价值,并将为相关国家规范的制定提供理论依据。

项目摘要

大跨空间结构是人类活动的重要场所和标志性建筑,但地震作用对这些重要建筑构成了潜在的灾难性威胁。本项目围绕超大跨度拉索预应力巨型网壳结构考虑参激振动的抗震性能与抗震设计方法开展研究。深入解析了拉索预应力巨型网壳结构的构成原则,建立了索-拱参激振动力学模型与动力方程,分析了结构中拉索参激振动的发生条件与诱发机制,研究了一致激励和考虑地震动空间相关性的结构抗震性能,探索了考虑地震动场空间效应影响的抗震性能简化分析方法,确定了结构在强震作用下失效前的薄弱位置,揭示了结构的失效机理,确定结构的失效模式,提出了3种防屈曲耗能支撑,2种新型隔震支座,最终建立了适用于拉索预应力巨型网壳结构及类似结构体系的实用抗震设计方法。研究成果为制定合理的拉索预应力巨型网壳结构设计规范、推进其在我国的发展提供了重要的理论依据与工程实用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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