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预应力钢结构在近20年来倍受国内外建筑界青睐。仅在我国近年兴建的大型预应力钢结构工程已近百座,其工程规模与技术水平都已达到国际先进行列。但由于发展时间比较短,对其抗震性能的研究还相对较少,同时研究也不够深入。体育场类建筑中钢屋盖结构大部分采用大悬臂式结构,预应力体系多采用体外预应力索—空间结构的杂交结构形式。目前采用体外预应力体系的钢结构工程多为斜拉、悬索、张弦式结构等体外预应力体系,而在大悬挑式结构中屋盖表面采用径向拉索形式的体外预应力体系的工程相对较少。该类预应力大悬挑式结构理论研究和体系创新要求高,施工难度大,结构中存在一定数量的钢索,这些预应力构件对整个结构安全性极其重要。但是关于该类构件在强震下的受力状态研究还没有引起足够重视,极有必要对结构中预应力构件的抗震性能做深入全面的研究。本文重点将理论研究与实际工程建设需要相结合,以贵阳某体育场钢屋盖结构为研究对象,对其进行预应力体系分析,模态参数分析,上下部结构共同工作分析,反应谱地震分析,多遇地震作用下时程分析,罕遇地震作用下多维输入弹塑性大震分析等,具体研究内容包括:对结构预应力体系进行详尽的分析,得出预应力体系对结构刚度及受力性能的影响结果;分析了不同影响参数对结构刚度及受力性能的贡献程度,评价各种参数的改变对结构静力特性的影响程度。并对实际工程预应力体系设计提出合理建议。进行了详细的动力特性分析,得出该类结构模态振型规律;分析了预应力体系存在对结构动力特性的影响;对结构进行常遇地震作用下地震反应谱分析,得出结构各部分构件地震作用时的受力特点;对比水平地震输入和竖直地震输入结构动力响应结果,得出两种方向输入对结构动力响应的影响程度。建立钢屋盖结构计算模型和屋盖钢结构与支承体系共同工作整体计算模型,分析屋盖钢结构与下部混凝土结构静、动力相互作用,评估两种计算模型所得结果的差异程度,并对实际工程计算时有限元模型的合理选取提出建议。对结构进行常遇地震作用下时程地震分析,对反应谱方法和时程方法地震分析结果进行对比,得出两种方法地震分析结果的差异程度,对抗震分析方法合理选用提出建议。同时考虑几何非线性和材料非线性,对结构进行罕遇地震作用下多维输入时程分析,研究结构各部分构件在强震作用下的受力状态,并对结构中预应力构件在大震下的安全性能作出评估。本文以贵阳某体育场钢屋盖结构为算例进行了详细的预应力体系分析与抗震性能研究,揭示了该类预应力大悬挑式结构结构的地震响应规律,取得了相应结论,研究成果直接应用于贵阳某体育场工程建设。