随着全民健身运动和各项体育赛事的开展,体育馆建设成为满足人们体育运动需求及高水平城市建设的重大需求。近年来,斗屏这种柔性悬挂在场地中央的大质量显示屏设备在体育馆中的应用显著增多。经调研和分析,空间网格结构是主要用来承载斗屏的体育馆屋盖结构类型。空间网格结构具有跨度大、自由度多、频率密集的特点,地震反应较为复杂。关于空间网格结构地震反应分析的现有文献主要是针对无斗屏的情况,而柔性悬挂大质量斗屏对空间网格结构的自振特性和地震反应的影响规律有待揭示。空间网格结构主要分为网壳结构和网架结构,本文分别建立了柔性悬挂斗屏-单层球面网壳耦合系统模型和柔性悬挂斗屏-网架结构耦合系统模型,分别采用Lanczos法和显式动力学弹塑性时程分析法对耦合系统进行了自振特性和地震响应分析。对比了实际悬挂斗屏和斗屏简化为固定质量两种情况下耦合系统的振型和频率以及节点加速度峰值和杆件轴力峰值的差异,探讨了吊索长度和斗屏质量变化对耦合系统自振特性及地震响应的影响规律。悬挂斗屏对网壳和网架的自振特性均有较大影响。总体来看,悬挂斗屏会使两种结构的自振频率整体降低,其中前3阶自振频率接近于0且不受吊索长度和斗屏质量变化的影响。斗屏质量仅对两种结构部分低阶自振频率有一定影响,对高阶自振频率影响很小;吊索长度仅对网壳部分低阶自振频率有一定影响,而对网壳高阶自振频率及网架自振频率影响很小。悬挂斗屏时两种结构前3阶振型均为斗屏摆动,第4阶及以后逐渐变为斗屏与主体结构共同振动。对单层球面网壳结构而言,需要在网壳中央下方设置平台用于悬挂斗屏。相对于斗屏简化为固定质量,悬挂斗屏对单层球面网壳的节点加速度峰值有明显的放大效应,其中对节点Z向加速度峰值的放大现象最为显著,这主要是由于网壳竖向刚度较小导致的。地震波单向输入时悬挂斗屏对部分环杆的轴力峰值有较大的放大作用,其中最大可放大5倍;而地震波三向输入时对个别平台横杆轴力峰值有极大的放大作用,最大可达130倍。对网架结构而言,利用结构自身优势,可将斗屏悬挂于网架下弦,避免了采用平台,有效节省了空间。相对于斗屏简化为固定质量,悬挂斗屏对部分网架节点的水平加速度峰值的放大效应较为显著,且整体来看对节点水平加速度峰值的放大效应大于对竖向加速度峰值的放大效应。悬挂斗屏对外侧上弦杆和部分腹杆轴力峰值有较大的放大作用,地震波竖向和三向输入时在吊索长度为9m且斗屏质量为20t时会对较多杆件轴力有较大的放大作用。综上,悬挂斗屏对单层球面网壳和网架结构的节点加速度峰值和杆件轴力峰值的放大效应不可忽略,将斗屏简化为固定质量的方法偏于危险,建议取不同吊索长度和斗屏质量组合下的地震响应结果的包络值作为设计依据。