双层柱面网壳是一种结构性能和经济性均优良的空间网格结构形式。近年来随着国家环保措施的加强,双层柱面网壳被广泛用于大跨度干煤棚,其建设数量和规模均迅速增加。已有研究发现,仅通过小震弹性验算的大跨度双层柱面网壳在中、大震作用下存在倒塌的可能。本文对此类大跨度双层柱面网壳的弹塑性地震响应特点、倒塌机理以及如何实现“大震不倒”设防目标等问题进行了研究。论文的主要内容及结论如下:1.基于工程调研,本文选取了 7个不同长度、厚度及支承方式的100m跨度双层柱·面网壳模型为分析对象,且各模型的杆件截面首先按非抗震设计工况下的满应力原则优化确定。进一步进行7、8度小震下的结构分析,发现各模型中所有杆件均处于弹性,表明此类网壳结构的杆件截面并不会因小震验算而进行调整。2.对双层柱面网壳模型进行弹性反应谱法分析,发现距支座约1/4跨度处的杆件在非抗震设计工况与中、大震验算工况的最不利内力间存在较大差异,这是该处形成薄弱区域的主要原因。此外,该薄弱区域各类杆件的地震内力与地震动分量及振型密切相关,其中弦杆内力由跨度方向的地震动分量及首阶沿跨度方向的水平振型提供绝对贡献,腹杆内力则由纵向地震动分量及首阶沿纵向的水平振型提供绝对贡献。3.进行7度大震和8度中、大震下的弹塑性时程分析,发现各模型塑性发展直至倒塌的特征总体相同,均为薄弱区域部分腹杆先形成沿网壳纵向的受压屈曲带,而后因内力重分布进一步在网壳中形成新的屈曲带,最终致使该类柱面网壳在跨度方向形成机构而倒塌。4.分别采用“中震弹性设计”和降低杆件长细比限值两种措施对所有双层柱面网壳模型进行加强,然后再进行大震下的结构弹塑性动力分析。结果发现,两种措施对双层柱面网壳的加强效果非常有限,加强后的结构依然不能满足“大震不倒”的抗震设防目标。5.以对薄弱区域杆件地震响应起主要贡献的模态为对象,采用放大这些模态地震内力的方法来针对性地加强薄弱区域杆件。对各网壳进行弹塑性时程分析后发现,对应于7、8度设防,如果杆件截面能分别通过约6.0和8.0倍的基准(小震下的)模态力的验算,便可实现网壳“大震不倒”,且用钢量与非抗震设计的结构相比增幅分别不超过3%和 23%。