未来城市的建设要求网架结构类的体育馆、火车站、汽车站和展览馆等建筑除满足日常公共活动的功能外,还需要尽可能地在地震等自然灾难来临时,为灾民提供一个安全的应急避难场所。网架支座作为连接上部网架和下部支承体系的重要部位,其在地震发生时受力非常复杂。历次灾难地震的震害调查发现,一些网架结构的支座发生了不同程度的破坏,有的甚至引起了网架结构的倒塌,这直接妨碍了网架结构的建筑用于避难场所的应急救援功能。因此,对网架支座在强震作用下的受力过程进行研究,考虑支座节点刚度退化和杆件损伤对网架破坏形态的影响,对提升公共建筑安全性、建设韧性城市具有重要意义。本文为国家自然科学基金项目《强震下螺栓球网格结构超低周疲劳性能与评定方法研究》研究内容的一部分。本文主要的工作如下:(1)以空间网架结构中常用的平板支座为研究对象,根据实验室现有的加载设备参与课题组设计了双向加载装置,开展竖向加载恒定同时水平往复循环加载下的平板支座的超低周疲劳试验研究。重点对支座在加载过程中支座滑移、绕轴转动、锚栓弯曲、锚栓出现裂纹并扩展等特征时刻进行分析,以及对锚栓断面特征、支座刚度变化和承载力退化等性能进行研究,为灾难地震下网架结构破坏形态分析中支座的刚度退化模型提供参考依据。研究结果表明,支座试件滞回曲线基本呈Z形且饱满程度一般,整体耗能能力一般;试件在加载中刚度变化过程为:未滑动“阶梯式”下降-滑移阶段平稳下降-锚栓接触孔壁缓慢增加-锚栓开裂刚度急剧下降;滑移结束后,试件前期承载力强化效应大于损伤效应,随循环次数增加锚栓损伤积累使支座整体承载力损伤效应大于强化效应,试件承载力在达到峰值点后承载力下降,直至锚栓断裂。(2)以雅安地震中遭到破坏的芦山中学体育馆为例,通过SAP2000软件采用动力弹塑性时程分析方法,模拟其破坏形态,探讨地震作用下网架结构破坏形态的分析方法。分析中采用了雅安地震的实际地震记录、单元塑性铰模型,支座模型参考了本文试验的结果。在强烈地震波作用下,杆件和支座均会反复进入弹性和塑性状态,从而造成不断的损伤积累,对其破坏形态产生严重影响。鉴于目前尚无成熟的塑性铰损伤模型,本文近似通过改变支座刚度与塑性铰刚度折减系数,探讨塑性损伤的影响,宏观上逼近其地震中的破坏形态。通过模拟结果与实际破坏形态的比较分析,探讨计算模型的不足,分析二者产生差异的原因,为后续计算模型的改进研究奠定基础。研究结果表明地震过程中支座失效使水平约束释放导致其周边杆件失效的数量减少,而与失效支座相邻的支座周边的杆件破坏不断增加,网架在地震作用下考虑支座刚度退化对形成局部软化区域有明显影响;考虑杆件刚度损伤系数对网架破坏形态有明显影响,网架在形成局部失效后开始向跨中延伸最终贯通,破坏具有连续性;综合考虑支座刚度退化与杆件刚度损伤系数网架破坏形态与实际震害中失效杆件的分布较为相似,破坏形态与实际震害有较好的相似性。分析模拟结果与实际震害存在差异的主要原因为,未能获得真实作用于结构的地震动以及其与结构的方向关系,未能考虑支座焊缝开裂对刚度的具体影响,以及模拟过程中未考虑杆件端部和连接螺栓断裂的影响等均会造成模拟结果与实际震害有所差异。(3)以芦山中学体育馆为例,通过改变支座类型与增大关键杆件截面的方法探讨灾难地震下提高平板网架结构抗倒塌破坏能力的措施。计算分析方法采用SAP2000单元塑性铰动力增量法。结果表明,以网架支座按照铰接为原模型,通过替换支座为橡胶支座和增大关键杆件截面的方法,网架临界失效承载力有了显著提升,其中综合采用以上两种措施获得的结构临界失效加速度超过了实际地震中加速度峰值,可使其经受灾难地震的作用。此外,通过采取减震措施,使杆件塑性得到进一步发展,同时结构的延性性能也得到了较大提升。