悬吊结构减震性能的振动台试验研究

对悬吊结构博物馆文物陈列系统进行了振动台试验,研究在El Centro波、Taft波和兰州波作用下,结构自振频率、文物陈列系统重心变化、加速度响应、动力放大系数等对悬吊结构体系地震响应的影响。试验结果表明:文物陈列系统的地震响应不仅取决于输入烈度的大小,还与地震波的频谱特性及结构的自振特性等有关。当地震波强度较小(峰值加速度不大于0.20 g)时,悬吊结构体系减震效果不明显,且有地震响应增大的趋势;模型结构重心下降可以有效地降低文物的地震响应。当地震波强度较大时(峰值加速度不小于0.40 g),文物地震作用响应相应增大,晃动加剧,并出现移位、倾斜、旋转和倾倒等现象;与非减震结构相比,悬吊结构呈现出良好的减震性能;模型结构重心的降低有助于降低结构的地震响应。     

聚丙烯网水泥砂浆面层加固砖砌体农房振动台试验研究

为提高砖砌体农房的抗震性能,提出聚丙烯网水泥砂浆面层加固方法,选取陕西省蓝田县典型的单层、双开间砖砌体农房进行抗震加固,并对加固模型进行地震模拟振动台试验;选取El Centro波、Taft波和人工波作为输入地震波,获得并分析加固模型的地震破坏特征、动力特性和加速度、位移、扭转角、底部剪力等动力响应,以及底部剪力-山墙尖相对位移滞回曲线和累积耗能。结果表明：随着输入地震波峰值加速度的增大,加固模型的自振频率下降、阻尼比增大、加速度放大系数减小;加固模型山墙屋脊纵剖面的侧移最大,8度多遇地震、设防地震和罕遇地震时的最大侧移角分别为1/5 439、1/2 195和1/522,当输入地震波峰值加速度达到1.0g时,最大侧移角为1/112,山墙中部出现较为明显的外闪;加固模型在地震作用下发生了扭转,水平扭转角最大达到0.003 7 rad。聚丙烯网水泥砂浆面层加固方法能够显著提升砖砌体农房在地震作用下的变形能力和耗能能力,使其满足抗震设防要求,并且加固成本较低,适用于高烈度区的砖砌体农房抗震加固。     

无柱大跨变截面地铁车站地震响应分析

以南宁某无柱大跨变截面地铁车站为工程背景,设计制作了合理相似比下的现浇无柱变截面地铁车站考虑土-结相互作用的振动台试验模型,选用El Centro地震波、Taft地震波和南宁人工地震波等,进行了多种工况下的模拟地震振动台试验,研究了考虑土-结相互作用时无柱大跨变截面地铁车站的抗震性能和抗震薄弱部位,总结了其地震响应的主要特点和一般规律。同时,还采用MIDAS/GTS有限元分析软件,建立了振动台试验模型的有限元分析模型,进行了考虑土-结相互作用时无柱大跨变截面地铁车站在多种地震响应下的有限元分析,探讨了这类结构在地震响应下的内力分布规律和地震响应特点,并与试验结果进行了对比。研究结果表明,不同加速度峰值地震波作用下,结构模型的加速度响应随着地震作用峰值加速度的增加而增大,且结构模型的应力响应随着地震作用强度的增大而增大。当同一加速度峰值地震波作用时,结构模型加速度响应为顶板大于中板大于底板,结构模型侧墙的相对位移响应随着结构模型高度的增大而增大。振动台试验中,结构模型裂缝主要集中在中板变截面和底板变截面与侧墙连接处,说明此处在地震作用时易发生震害,设计时应予以着重考虑。     

足尺三层单跨框架结构-展柜-文物系统振动台试验研究

为获得更多的馆藏文物震害数据及文物预防保护工作的科学实施，开展了足尺三层单跨框架结构-展柜-文物系统的振动台试验，对系统的地震响应及文物的破坏情况进行了研究。以三层钢筋混凝土框架结构模型代表博物馆结构，共设置6个展柜及23件浮放和限位文物模型。采用6条天然地震波，峰值加速度调幅范围为0.1g～0.62g,共进行了15次加载。获取了楼层加速度时程、展柜台面加速度时程、不同楼层上和展柜内浮放玻璃砖和陶瓷笔筒的滑移时程、不同体形的浮放花瓶的摇摆时程、不同楼层上亚克力卡固大号梅瓶和鱼线栓绑中号梅瓶的运动状态。结果表明：第二层和第三层楼面相对于振动台面的峰值加速度放大系数范围分别为0.92～2.15和1.28～3.93,同一条地震波激励下在钢筋开始屈服对应工况的放大系数最小；展柜台面相对于楼层的峰值加速度放大系数范围为0.82～1.98;峰值加速度为0.62g时，第三层楼面砂纸上玻璃砖的最大滑移量为103 mm,而亚克力板上陶瓷笔筒的最大滑移量仅为17 mm;位于振动台面的冬瓜瓶在峰值加速度为0.4g时处于静止状态，但在峰值加速度为0.31g时发生了倾覆，受花瓶底面不平整的影响，倾覆现象不一定随...     

多层冷弯薄壁型钢住宅体系动力时程分析

在采用有限元方法验证三层冷弯薄壁型钢房屋振动台试验结果的基础上,建立了多层冷弯薄壁型钢结构住宅空间整体模型,分析了模型前3阶自振频率、振型以及双向地震作用下的加速度、位移响应和水平地震剪力,考察了多层房屋的抗震性能。结果表明:《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》推荐的基频计算方法适用于多层冷弯薄壁型钢结构体系;随着输入地震波峰值加速度的增加,模型各层加速度幅值、相对位移和最大剪重比均增大,而各层峰值加速度放大系数有降低的趋势;随着结构高度的增加,模型各层峰值加速度放大系数、相对位移和最大剪重比均增大;多层冷弯薄壁型钢结构体系在多遇地震和罕遇地震作用下结构X向和Y向的水平地震剪力和最大层间位移角满足《建筑抗震设计规范》的要求,具备较好的抗震性能。     

大高宽比浮放馆藏文物动力响应的安全控制指标研究

为了对大高宽比浮放馆藏文物抗摇摆和抗倾覆提出更有效的安全控制指标，对浮放陶瓷花瓶开展了振动台试验，得到了其发生摇摆的临界条件。建立了长方体和圆柱体两种空心花瓶的精细化有限元模型，并以试验结果加以验证。利用验证后的有限元模型开展数值分析，得到浮放文物启动摇摆和发生倾覆对应的地面峰值加速度临界值。基于能量平衡理论推导和对试验数据的拟合，提出了分别以峰值加速度和峰值速度作为安全控制指标的“双水准”浮放馆藏文物安全判别方法。结果表明：浮放文物启动摇摆的条件不依赖于地震波的频谱特性和文物底面形状，但发生倾覆的条件则与二者相关；地震的峰值加速度并不能作为判断浮放系统是否发生倾覆的充要条件，尤其对于频率较高的地震激励，以峰值加速度作为安全控制指标往往偏于保守；通过算例验证，提出的以地面峰值速度和地面峰值加速度为指标的判别准则具有良好的适用性和可靠性。     

110kV复合材料干式电抗器抗震性能振动台试验研究

干式电抗器是变电站中的复杂电气设备,与其他设备相比这种设备在地震作用下的动力响应更为复杂。对由复合材料构成支撑结构的110k V干式电抗器进行抗震性能振动台试验研究,通过白噪声扫频和抗震试验,测定设备频率、阻尼以及关键部位的位移、应变和加速度响应,研究电抗器设备在地震作用下的地震响应规律。试验结果表明:复合材料电抗器设备在试验前后,频率、阻尼等动力特性变化较大;在不同强度地震波作用下设备的地震响应基本呈线性变化,结构基本呈线性特性;设备最大应变发生在设备支架根部,设备支架根部为最危险截面;复合材料由于刚度较弱,地震位移响应较大,在判定设备抗震性能时应考虑位移响应对设备电气功能的影响。     

支盘桩–土–高层建筑结构振动台试验的研究

 设计和实施支盘桩–土–高层建筑结构动力相互作用体系的振动台试验,再现框架结构和桩基的震害现象。通过振动台试验,研究相互作用体系的地震响应、支盘桩对结构体系的阻抗作用和单、双跨框架结构抗震性能的差异,对该体系的试验现象、基频、阻尼比、振型、位移反应和上部结构顶层加速度反应进行了计算和分析。结果表明：相互作用对结构的动力特性和地震反应均有较大的影响,支盘桩具有较好的抗压、抗拔和抗扭曲作用;相同工况时上海人工波激励下的结构最大位移反应比El Centro波大,说明结构的破坏除与震级有关外,还与地震波的波形有关;双跨框架结构的抗震性能明显好于单跨,并与汶川地震中很多单跨教学楼倒塌的现象一致。研究结果对抗震设计和防灾减灾具有重要的研究意义。     

三层钢框架结构振动台试验及性能分析

为了更加直观地了解钢框架结构在地震作用下的动力响应,根据相关规范对原型三层三跨两榀钢框架进行1/10非完全缩尺,施加三种地震波输入振动台使钢框架结构进行振动获取其加速度、位移和应变动力响应并进行抗震性能分析,为后续研究结构抗震中结构参数的选取提供参考依据。     

地震作用下边坡抗滑桩振动台试验研究

通过大型振动台试验研究地震荷载作用下边坡抗滑桩的抗震性能,振动台试验边坡模型放在一个长 3.7 m 、宽 1.5 m 、高 1.8 m 的模型箱中。模型与原型边坡按照尺寸相似比 1 ∶ 20 进行模型试验相似设计。经过配合比试验由标准细砂、石膏粉、滑石粉、甘油、水组成相似材料,通过控制密度 2.5 g/cm³ 垒入模型箱中。模型振动台试验通过输入 3 种不同的地震波,不断加大输入地震波的幅值,通过监测桩后土压力、边坡坡面加速度和位移响应研究抗滑桩在地震作用下边坡抗震机制和地震作用桩后土压力分布形式和抗滑桩的抗震性能。试验研究为边坡抗滑桩抗震设计奠定了良好的基础。