试验设计

研究制作1:40缩尺的大跨钢框架模型,分别设置固定基础 FB 与橡胶支座隔震 BI 两种体系。振动台输入包括双向水平地震动和双向水平加竖向的三向地震动,测量整体结构、网格屋盖和隔震支座的加速度、位移与应变响应。

固定基础与隔震大跨钢框架的缩尺模型
固定基础与隔震大跨钢框架缩尺模型及振动台试验布置。

关键问题

试验关注两个耦合机制:一是水平地震动能否诱发显著竖向屋盖响应;二是竖向激励和水平响应的耦合是否会削弱橡胶支座的水平隔震效果。这个问题对于大跨屋盖中的非结构构件布置与连接尤为重要。

主要发现

固定基础模型在双向水平输入下已经出现显著竖向加速度,其峰值可达到三向输入下竖向峰值的约60%,说明水平振动对竖向屋盖响应贡献不可忽略。橡胶支座不能直接削弱竖向地震动引起的竖向加速度,但可通过降低水平响应,间接减小由耦合产生的竖向动力效应。固定基础与隔震模型的屋盖最大加速度位置并不相同,设计时需要分别识别关键区域。

工程意义

大跨隔震结构不能只用平面体系的水平减震逻辑判断。屋盖空间效应、支承高度、竖向输入和非结构构件连接应进入统一评价框架。

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