網架結構是一種較好的大跨度屋蓋結構形式。其具有空間受力、節省鋼材、空間剛度大、建筑高度小、便于工業化、定型化、建筑造型美觀等優點。隨著經濟的發展和科學技術的不斷進步,空間網架這種結構形式在建筑中的運用日益廣泛。然而,由于地震等自然災害的逐年頻繁發生,如何進行網架結構的抗震設計成為人們所關心的重要問題,所以對網架結構的地震響應研究有一定的現實意義,其結論可供工程實踐借鑒。

網架結構自振特性和地震響應分析由以下幾個部分組成:

(1)對有限元理論一般原理及有限元分析軟件ANSYS的功能、典型分析問題的過程進行了簡要的介紹,給出了確定網架有限元模型幾何參數應遵循的一般原則,采用ANSYS有限元分析軟件成功地建立了網架結構的有限元模型,其中,桿件單元采用的是ANSYS中的link8單元。

(2)給出了網架結構自由振動頻率的ANSYS模態分析算法,闡述了模態分析的實現過程。采用命令流的形式建立了多種網架的有限元分析模型,通過對這些網架自由振動頻率的分析,得出了網架自由振動的一般規律,確定了網架自由振動頻率的影響因素,研究了不同荷載、邊界條件和不同跨度對網架結構自振周期的影響。

(3)闡述了利用ANSYS軟件進行譜分析的步驟。采用振型分解反應譜法,利用ANSYS軟件對三個不同跨度的網架進行了地震作用研究,得出了網架結構的地震內力分布規律,并且對比分析了水平地震作用對屋面網架的影響,同時也考察了不同跨度對地震內力分布規律的影響。

(4)采用時程分析法,利用有限元模型對網架結構的非線性性能進行了研究。分析了網架結構非線性動力響應規律,對比分析了線性和非線性計算結果。同時,對比分析了選取不同地震波時的地震響應結果。