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飞机库是耗资巨大的国家重要建设项目,近些年来在各地纷纷兴建。然而,对这类结构的抗震问题,尚缺乏系统研究,设计规范和规程也无明确覆盖。因此,研究飞机库结构在地震作用下的性能(特别是在多维地震输入下),明确其抗震设计要求,合理引入减震新技术,具有工程实用价值和理论意义。
本文选取具有典型构造的国内某大型单跨飞机库实际工程,利用有限元软件建立计算模型,采用弹性和弹塑性动力分析方法,通过大量地震反应计算和多方面的系统比较,研究这一类结构在Ⅳ类场地条件和7度抗震设防要求下遭遇不同设计水准要求的地震、考虑多维地震输入时的性能,并进一步分析了在机库结构中设置粘滞阻尼器的减震性能,总结相应的规律,以提出完善该类结构抗震设计方法的建议。
本文首先采用振型分解反应谱法,在多遇地震工况下,对机库结构进行了多维地震输入的反应谱分析,并与单向输入下的地震反应进行了比较。随后,根据规范要求,选用三条地震波,在多遇地震和罕遇地震工况下,分别采用弹性和弹塑性动力时程分析法对该机库进行了多维输入的动力时程分析,并与单维动力时程分析结果进行比较,分析多维地震下机库结构各部位内力、变形与损伤情况的变化。最后,通过非线性动力反应分析,对柱间设置粘滞阻尼器的减震结构在多遇地震、基本烈度地震和罕遇地震等不同地震工况下多维输入时的减震性能,分别进行了研究。
研究表明:在多遇地震下,考虑三维地震输入使沿对称轴方向的结构下部支承柱列内力和变形比单向地震作用下明显增加,屋盖杆件地震内力总体上明显增大;罕遇地震三维输入时下部支承柱列损伤加剧,屋盖部位塑性铰数量明显增加。因此,在设计中要根据具体情况进行考虑三向地震作用影响的抗震验算校核。柱间加设粘滞阻尼器后/的多维分析表明,在不同水准地震下,阻尼器对支承柱列内力变形控制都较好;基本烈度地震和罕遇地震下支承结构损伤程度明显减轻;而屋盖结构整体减震效果不明显。
在此基础上,本文对飞机库结构抗震设计中有关多遇地震和罕遇地震下的计算及校核要求,提出了具体建议。