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本文以上海浦东国际机场二期航站楼为工程背景,总结了目前关于大跨结构地震作用下的反应特性以及研究情况。针对目前越来越多出现的下部大跨混凝土结构而上部则是更大跨的钢结构屋架体系的抗震性能问题进行研究。
本文根据相似理论设计制作了1:35的上海浦东国际机场二期航站楼X3,Y3段结构的整体模型,在同济大学土木工程防灾国家重点实验室振动台试验室进行三向模拟地震振动台试验。研究大跨混合模拟结构的动力特性及在不同烈度地震作用下的加速度反应、位移反应、应变反应以及层间位移反应等。根据模型结构破坏情况分析结构的薄弱部位和破坏机理,评价结构抗震能力和设计合理性;根据模型结构的试验结果,按相似关系推算原型结构的地震反应,分析原型结构的抗震性能。
使用ANSYS有限元软件建立浦东国际机场X3,Y3段有限元模型,并采用与振动台试验相同的地震激励对结构进行弹性时程分析,得到结构的动力特性、在不同烈度地震作用下的最大位移包络图、下部混凝土结构层间位移角包络图、加速度位移反应时程曲线。
对比有限元分析结果和振动台试验结果反推的原型结构自振特性和地震反应,验证试验的结论。
针对模型试验和理论计算结果,提出改进设计建议同时提供7度抗震设防地区建造大跨混合结构的抗震构造措施。