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防屈曲支撑具有良好的消能减震作用,其在结构抗震领域也得到越来越多的关注和研究,但目前其主要在框架和高层结构中应用较多,在空间网架结构中的应用还处于初步阶段。随着我国经济的快速发展,近年来大跨空间网架结构往往作为地方标志性建筑和重要性建筑应用于较大的体育场馆和公共场所,其安全性和经济性也得到人们越来越多的重视。网架结构逐渐趋于多样化与复杂化,使得人们对其抗震性能的研究往往关注空间网架而非抗侧力结构,关注使用传统抗震技术,对非消能减震的研究与应用与其建设规模相比显得不足。防屈曲支撑在空间结构中的也有较好的应用前景,如果在结构设计之初考虑应用防屈曲支撑进行结构的消能减震,能有效地提高结构的抗震性能和经济性。 本文通过对一已有网架式体育馆模型进行了有限元分析,提出了结构减震优化设计方案,通过减小原结构柱截面尺寸,并在下部框架结构柱间合理布置防屈曲支撑,使减震设计方案得以优化。优化后的结构达到或优于原结构的设防目标,并使安全性和经济性有较大提升。具体内容有:通过对某空间网架式体育馆框架结构的研究分析,提出了针对该类结构实施消能减震加固改造可能实现的抗震性态设防目标,利用SAP2000建立了相应的有限元非线性结构分析模型,分三个阶段对原结构与消能减震优化结构进行了非线性地震反应和结构抗震性能分析。结果表明本文设计的优化方案模型符合现行设计规范的要求,并能够实现多遇地震主体结构和防屈曲支撑弹性,设防地震下主体结构保持准弹性,防屈曲支撑屈服消能,罕遇地震下结构不倒的设防目标。同时,在非线性阶段,还比较了采用防屈曲支撑等效线性化方法的振型分解反应谱法和静力弹塑性分析法与时程分析法计算结果的一致性,为使用等效线性化方法快速建立防屈曲支撑减震方案提供了依据。