单层球面网壳结构是一种颇受国内外关注且具有广阔发展前景的大跨空间结构,并被广泛应用于体育馆、飞机场、会展中心和各种大型集会场所。本文对一种含下部分离式支承体系(将下部支承结构分为可承受屋盖水平及竖向荷载的钢结构支承和只承受屋盖竖向荷载的混凝土支承结构两部分的结构体系)的单层球面网壳结构,基于梁柱纤维单元的精细化建模手段,深入地研究了其抗震性能。本文主要做了以下三个方面的工作:(1)利用有限元软件ABAQUS,分别建立采用双折线随动强化本构模型和GiuffreMenegotto-Pinto本构模型的钢柱支承单层球面网壳结构模型,通过提取节点最大合位移、典型节点位移时程曲线和典型杆件应力时程曲线,研究两种不同本构模型对三种不同矢跨比结构在三种地震动下结构的地震响应的影响。研究表明:通过基于结构层面的计算,采用双折线随动强化本构模型的单层球面网壳结构其节点最大合位移小于采用GiuffreMenegotto-Pinto本构模型的结构;采用双折线随动强化本构模型和采用GiuffreMenegotto-Pinto本构模型的单层球面网壳结构在N1、N2和N3点的位移时程曲线变化趋势大致相同,但是采用双折线随动强化本构模型的结构其位移峰值总是小于采用Giuffre-Menegotto-Pinto本构模型的结构。这说明两种本构模型对特定节点的位移时程有一定影响,但是对结构位移峰值影响更大;基于不同本构模型的两个杆件其截面正应力时程曲线虽然变化趋势大致相同,但是其峰值相差较大,且基于Giuffre-Menegotto-Pinto本构模型的杆件其应力峰值大于基于双折线随动强化本构模型的杆件。这说明两种本构模型对特定杆件的截面正应力时程有一定影响,但是对应力峰值影响更大;参考现有的基于杆件层面的对两种本构模型对比分析的结论,并结合本章的研究,建议在做单层球面网壳结构的抗震性能分析时采用Giuffre-Menegotto-Pinto本构模型,不建议采用双折线随动强化本构模型。(2)通过对比分析含下部分离式支承体系和含下部混凝土支承体系这两种不同下部支承形式的结构在不同矢跨比下的地震响应,提取节点最大合位移、混凝土柱顶最大水平位移曲线和典型杆件应力时程曲线,并通过对比对应支座反力的变化和对混凝土柱进行设计复核,研究两种结构力学性能的的差异。研究表明:在满足相同设计条件的前提下,由于含下部分离式支承体系的结构水平刚度的减小,使得在相同峰值加速度下,含下部混凝土支承体系的结构其节点最大合位移总是小于含下部分离式支承体系的结构;对于下部支承体系不同的两种结构而言,随着矢跨比的减小,结构的节点最大合位移逐渐增大;下部支承方式的变化对钢杆件和混凝土杆件的应力时程和应力峰值均有一定的影响。矢跨比的变化对含下部混凝土支承的结构中钢杆件和混凝土柱以及含下部分离式支承的结构中钢杆件的应力时程和应力时程和应力峰值存在一定的影响,但是对于含下部分离式支承的结构中混凝土柱基本没有影响;由于含下部分离式支承体系的结构混凝土柱顶水平剪力和弯矩的释放,使得混凝土的柱底剪力和弯矩大大的减小,这就使得混凝土柱可以在采用更小截面面积和配筋率的情况下承担更大的峰值加速度,安全储备更高。(3)采用三种不同刚度的钢结构支承和三种不同刚度的混凝土支承结构,两两组合,研究下部支承刚度的不同对含下部分离式支承体系的单层球面网壳结构抗震性能的影响,总结下部支承刚度对整体结构影响的一般规律。研究表明:对于含下部分离式支承体系的单层球面网壳结构,节点的最大合位移主要受钢结构支承刚度的影响,并且随着钢结构支承刚度的增大而减小。而混凝土支承结构刚度的变化对结构的节点最大合位移的影响很小,这说明混凝土支承结构和钢结构支承的相互作用较小;当下部钢结构支承刚度相同时,混凝土柱顶节点最大水平位移随混凝土柱直径的增大和配筋的增加而减小;当混凝土支承刚度不变,仅改变钢结构支承刚度时,混凝土柱顶节点最大水平位移保持不变。