摘要：由于振动台尺寸的限制,面向工程的大跨度空间结构振动台试验存在动力缩尺模型比例小的问题,缩尺模型设计和加工较为困难。针对上述问题,采用奥氏体304不锈钢作为替代材料,基于热挤压成型技术制作符合相似关系的非标准截面杆件,利用氩弧焊完成杆件与节点的连接。以兰州奥体中心综合馆跨度94 m的弦支穹顶屋盖结构1∶20动力缩尺模型设计制作为例,阐述了小比例动力缩尺模型的材料选择、杆件设计与加工方法、动力相似关系确定方法、附加质量设计和连接节点设计与加工方法等。基于有限元模拟和振动台试验,对比了原型结构和缩尺模型在静载下的节点位移和杆件内力以及二者的自振频率。结果表明:提出的小比例缩尺模型设计方法具有材料易于获得、杆件和节点易于加工、节点连接可靠的特点,原型结构和缩尺模型的相似关系吻合较好。

摘要：振动台试验是研究大型结构复杂动力特性和地震响应的有效手段,由于振动台尺寸和载重的限制,合理设计缩尺模型结构是振动台试验成功的关键。基于量纲相似法及弹性相似律,取1∶20的几何相似比,以某空间异形拱桥为原型,开展了其关键参数动力缩尺模型设计。首先,通过有限元数值分析,分析了动力作用下原桥模型与缩尺桥模型的动力特性、关键部位内力与位移等响应,以验证缩尺模型的合理性;并在选取合理地震动作用下,开展了结构时程响应分析。研究结果表明:缩尺模型桥与原型桥前10阶模态完全吻合且频率误差小于7%,关键截面内力、位移和加速度等响应误差未超过10%,缩尺模型桥可较好地反映原桥动力特性和响应特点。研究成果可为空间异形拱桥振动台抗震设计提供技术支撑并为同类桥梁振动台试验提供参考。