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超长不规则航站楼结构多点激励地震及风振响应分析

王钢 张鑫强 谢明典 赵才其

王钢, 张鑫强, 谢明典, 赵才其. 超长不规则航站楼结构多点激励地震及风振响应分析[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(8): 12-19. doi: 10.13206/j.gjgS25052602
引用本文: 王钢, 张鑫强, 谢明典, 赵才其. 超长不规则航站楼结构多点激励地震及风振响应分析[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(8): 12-19. doi: 10.13206/j.gjgS25052602
Wang Gang, Zhang Xinqiang, Xie Mingdian, Zhao Caiqi. Analysis of Seismic and Wind-Induced Vibration Responses of a Super-Long Irregular Terminal Structure Under Multi-Point Excitations[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(8): 12-19. doi: 10.13206/j.gjgS25052602
Citation: Wang Gang, Zhang Xinqiang, Xie Mingdian, Zhao Caiqi. Analysis of Seismic and Wind-Induced Vibration Responses of a Super-Long Irregular Terminal Structure Under Multi-Point Excitations[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(8): 12-19. doi: 10.13206/j.gjgS25052602

超长不规则航站楼结构多点激励地震及风振响应分析

doi: 10.13206/j.gjgS25052602
详细信息
    作者简介:

    王钢,博士,高级工程师,一级注册结构工程师,硕士生导师,主要从事复杂钢和铝结构工程设计方法与建造技术研究,707509167@qq.com。

    通讯作者:

    赵才其,博士,教授,101000815@seu.edu.cn。

Analysis of Seismic and Wind-Induced Vibration Responses of a Super-Long Irregular Terminal Structure Under Multi-Point Excitations

  • 摘要: 某机场T3航站楼由中央大厅和两侧长廊组成,结构总平面轮廓尺寸为411 m×416 m,由下部混凝土高层结构和顶部大跨钢结构屋盖构成。根据建筑平面布置,在两侧长廊设置结构缝,结构缝与大厅长边延长线重合,从而将整体建筑分为3个结构区。中间区域长度和宽度分别为411、200 m,属于超长和体型复杂的超限结构,应充分考虑地震行波效应和复杂多变的风载分布,对结构进行多点激励的地震和风振响应分析。结构的前3阶振型为两个方向水平振动和竖向振动,振型分布较为规则,主要对X向、Y向和Z向的地震作用较为敏感。在进行后续多点激励的行波效应分析时,行波方向主要为X向和Y向,每组波行进时同时向结构施加X向、Y向和Z向3条地震波,主方向、次方向和竖向地震波的峰值按照1∶0.85∶0.65的比例施加。结构柱行波效应影响系数大于1.0的总占比为37%,屋盖钢结构行波效应影响系数大于1.0的总占比为5%。由于钢结构屋盖的整体刚度较好,且屋盖重力荷载全部传递至结构柱,导致结构柱对地震动更为敏感。多点激励的基底总反力远小于一致激励,二者比值的均值为0.45。这是由于考虑行波效应时,各杆件振动步调不一致,基底剪力叠加时有部分相互抵消。结构行波效应影响系数取值如下:角柱取1.6,边柱取1.5,其余柱取1.4;屋盖钢结构支座附近构件取1.4,其余构件取1.2。经过风洞数值分析,得到了不同风向角(0°、45°、90°、135°及180°)风荷载作用下建筑物表面的风压系数。结果显示,屋盖由于体型复杂,同时存在风压力和风吸力的作用,风压分布极不规律。因此在对屋盖钢结构进行风振分析时,应充分考虑各个风向角作用下的时程风压作用。基于此,根据风洞数值分析结果提取屋盖各点的时程风压,并将其转化为时程节点荷载施加至结构分析模型,结果表明:屋盖钢结构在风压时程荷载作用下竖向位移最大,后续进行风振系数计算以竖向位移为控制工况;屋盖钢结构在不同风向角时程风压作用下的风振系数为1.38~1.55,风振系数的设计建议值为1.5。
  • [1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢结构设计标准:GB 50017—2017[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2018.
    [2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震设计标准:GB/T 50011—2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2024.
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    [4] 王洪臣,卢骥,尹龙星,等. 西安城市展示中心长悬挑,大跨度钢结构设计[J]. 建筑结构,2024,54(11):84- 92.
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-05-26
  • 网络出版日期:  2025-10-27
  • 刊出日期:  2025-08-22

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