钢管拱桁架是当前应用较多的一种大跨空间结构体系,广泛应用于人群密集或配置重要设施的公共场所。对于大跨度拱桁架结构,地震动的行波效应和多维地震作用的影响不可忽视。因此,考虑行波效应和多维地震作用,对拱桁架结构在多维多点输入下的非线性地震反应分析有着重要的工程实用价值。围绕这一课题,本文以跨度84m的单榀钢管拱桁架结构为研究对象,采用ANSYS有限元程序,考虑结构自重、几何非线性和材料非线性,运用支座大质量法时程分析模型,分析该结构在多维多点输入下的非线性地震反应。本文的主要工作如下:1.比较该结构在单维输入和多维输入,一致输入和多点输入的反应。结果表明:多维多点输入时,跨中上、下弦杆件和1/8跨处下弦杆件的轴力响应随视波速的减小其值明显增大,上、下弦杆件受力(轴力)比更多维一致输入更均匀,下弦进入塑性的杆件明显增多;多点输入时,水平X向分量单独作用对特征点的位移响应比竖向分量单独作用大,跨中Z向位移随着视波速减小其响应明显变大,且多维地震作用与水平X向分量单独作用的响应差也明显逐渐变大;多点输入时,水平X向分量单独作用对关键杆件的轴力响应比竖向分量单独作用大,多维地震作用与水平X向分量单独作用的响应差基本随着视波速的减小而逐渐减小,多维地震作用各关键杆件轴力响应最值所对应的视波速不同。可见,分析结构在地震作用下的动力响应,需考虑多维激励和地震动的行波变化,在可能范围内多选几种波速计算,取其最不利响应。2.选用El Centro波、宁河波和人工波,多维一致输入,分析结构在不同地震波作用下的动力响应。结果表明:该结构的总体位移和轴力响应在宁河波作用下最大,人工波次之,El Centro波最小。3.对该跨度结构取三种矢跨比,分析结构不同矢跨比在多维一致输入和视波速100m/s多维多点输入下的反应。结果表明:结构的特征点位移和轴力响应,总体是多点输入大于一致输入;上弦杆轴力最值基本随着矢跨比的减小而增大,下弦杆轴力最值变化不大;一致输入时,特征点位移和下弦杆件塑性发展程度随着矢跨比的减小而减小;波速100m/s多点输入时,特征点X向位移仍随着矢跨比的减小而减小,但特征点Z向位移和下弦杆件塑性发展程度却随着矢跨比的减小而增大。特征点Z向位移和下弦杆件塑性发展程度指标,在这两种输入法下随矢跨比的变化竟出现截然相反的变化规律。可见,正确的分析地震作用下结构的动力响应随矢跨比的变化规律时,须多点输入地震动激励。