张弦梁结构是一种新型空间结构形式,由弦、撑杆和抗弯受压构件组成的新型结构,是通过在弦中施加预应力来改善抗弯受压构件的受力性能的自平衡体系,其各种构件受力明确简洁,拉压构件取长补短,协同工作,充分发挥了材料的受力特长,是大跨度空间结构中一种典型的刚柔杂交结合体系。基于张弦梁结构合理的受力性能,以及大跨结构在我国广阔的发展空间,这种结构必将得到推广应用。 本文在原有对张弦梁结构以及张弦立体桁架结构研究的基础上,利用大型软件ANSYS进行分析,对大跨度张弦梁结构地震响应性能进行了以下几方面的研究: (1) 利用ANSYS软件中的APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言,对张弦梁结构的建模、计算进行了参数化编程,为深入研究该结构的动力反应分析及抗震性能奠定了基础。 (2) 采用有限元分析软件ANSYS,通过适当简化建立了张弦梁结构的计算模型,作为进行动力分析的基础,分析了张弦梁结构的自振特性; (3) 运用既有动力学理论,选取相应动力学方程来描述大跨度张弦梁结构的动力性能,并根据文献研究的结果选用适当的求解方法; (4) 分析大跨度张弦梁结构在一致激励下的地震响应,考察了结构体系几何非线性的动力行为,探讨了三维地震动输入情况下大跨度张弦梁结构的非线性地震响应;研究各参数如矢跨比、垂跨比、撑杆数目、弦的预应力和结构的整体倾角等变化下张弦梁结构的动力特性和几何非线性地震响应,通过对结构体系动力特性和几何非线性地震响应性能的比较,得出了一些有益的结论,以供工程设计参考。 (5) 探讨大跨度张弦梁结构的非一致激励下的地震响应,通过对加速度时程两次积分得到位移时程,施加在支座处,进行结构的行波效应及多点激励的响应分析;研究行波效应及参数对结构的地震响应的影响。