基于实证数据的框架结构地震易损性研究

通过搜集国内外的试验数据,建立框架节点和填充墙的易损性模型。参考PEER提出的单体建筑基于地震动强度的评估方法,建立各设防烈度下的纯框架三维空间模型和减震框架三维空间模型,选择13条地震动记录,进行弹塑性时程分析和增量动力分析,得到各结构不同PGA下的结构响应,在此结果上对不同强度的地震进行直接经济损失分析,得到纯框架结构和减震结构的损失对比。分析结果表明:相对于框架结构,在7度区,减震结构造价提高9%,但是损失降低62%;在8度区,减震结构不仅造价降低,同时损失降低;在9度区,损失程度类似,但减震结构造价降低30%。     

管线系统抗震支架力学试验研究

震害表明,支撑和悬吊系统破坏是管线系统失效的主要原因。该文首先针对悬吊管线系统较为常用的钢缆式、梁夹式、螺杆式三类抗震支撑进行了9组拟静力试验,通过易损性分析确定了FM1950位移限值下各类抗震支撑的极限承载力,并将其转化为响应加速度指标。三类支撑中螺杆式抗震支架的承载力最高,应用最广泛,故针对采用不同直径螺杆(12 mm、16 mm)的此类抗震支架,按照FEMA461的相关规定补充进行了6组拟静力试验,发现吊杆直径对此类支架的抗震能力影响不大,吊杆直径较小的抗震支架具有更大的变形能力。     

墙式连接金属阻尼器RC框架振动台试验研究

为研究金属阻尼器墙式连接方式的有效性,检验金属阻尼器对RC框架的减震效果,设计并制作1/4缩尺的4层无控结构(纯框架)和减震结构(设置金属阻尼器)振动台试验模型。选取一条人工合成地震动和Takatori天然地震动,调幅到不同地震动强度进行振动台试验,对模型结构动力特性(自振频率、阻尼比)和结构响应(位移、加速度、剪力)进行对比研究。试验结果表明：金属阻尼器同时给结构提供附加刚度和附加阻尼,减震结构的整体刚度始终大于无控结构,减震结构的阻尼比相比于无控结构大幅增加,减震结构的位移响应控制效果显著。金属阻尼器的墙式连接形式具有足够的稳固性和有效性,小震下连接部位无损伤,中震下连接部位出现细微裂缝,大震下结构梁与墙肢交界处出现剪切裂缝,但仍能够保证连接的可靠性。基于试验数据得到的阻尼器位移占比为0.4～0.6,在后续研究中,应进一步研究如何保证较大的阻尼器位移占比,以充分发挥阻尼器的作用。此外,近断层地震动对结构地震响应的影响仍需进一步研究。     

基于振动台试验的通信机柜地震易损性分析

为考察通信机柜在不同地震强度下的损伤情况,进行了36款通信机柜的振动台试验.根据规范要求采用人工合成地震动作为振动台试验输入.试验结果表明,满足检测标准的机柜有13个,不满足检测标准的有23个,其中有9个机柜在检测中发生倾倒.通信机柜产品质量参差不齐,抗震性能状况堪忧,可能为数据中心的正常运行埋下安全隐患.基于试验测得...     

基于位移型阻尼器力学模型的消能减震设计方法

为了促进减震技术的应用,提出了一种基于位移型阻尼器力学模型和结构力学特征的消能减震设计方法。此方法避免了传统消能减震设计方法中多自由度体系与等效单自由度体系的相互转化,面向多自由度体系进行主体结构、阻尼器、连接构件一体化减震设计,与抗震设计规范和设计流程相衔接,具有较好的适用性。利用所提出的消能减震设计方法,使用墙式连接金属阻尼器,对1个8度抗震设防的4层钢筋混凝土框架原型结构进行了减震设计,得到墙式连接金属阻尼器减震结构,采用OpenSees对其进行了9度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,验证了所提出的减震设计方法的有效性。     

装配式摇摆墙-框架结构抗震性能试验研究

为避免罕遇地震作用下传统混凝土摇摆墙的开裂损伤且充分利用装配式结构的便捷性,设计了采用双层钢板混凝土墙的摇摆墙结构体系,在浇筑混凝土时双层钢板可充当摇摆墙构件的外模板。跨越结构上、下层的摇摆墙之间采用高强螺栓连接,摇摆墙在工厂预制后运到施工现场进行安装。选用金属阻尼器作为耗能连接件连接摇摆墙与主体框架结构,同时传递层剪力并耗散地震能量。为研究该装配式摇摆墙-框架结构的抗震性能,设计并制作了一个纯框架和两个摇摆墙-框架,其中两个摇摆墙-框架的区别在于金属阻尼器的安装位置不同。通过拟静力试验分析了其破坏模式及抗震性能。试验结果表明：预制装配式摇摆墙与主体框架结构协同工作性能良好,金属阻尼器耗能效果得到充分利用,结构承载力、耗能能力大幅增加;在水平位移较大时摇摆墙竖向发生刚体位移,对整体结构的抗震性能产生一定影响,后续将采用附加预应力的形式减轻摇摆墙竖向抬升的影响。     

泸定6.8级地震医疗建筑震害调查与分析

2022年9月5日,四川省甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震,对泸定县、汉源县、石棉县、康定市、荥经县等地造成严重灾害。为了分析此次地震对当地医疗建筑的影响,对灾区60余栋医疗建筑进行了震害调查,分析了医疗建筑结构、非结构构件及关键设备等的地震损伤情况,对其典型震害特征进行了总结。调查结果表明：未经过正规抗震设计的木结构、砌体结构医疗建筑震害严重,而经抗震设计的医疗建筑结构构件大多基本完好或轻微破坏;非结构构件及关键设备的震害较为严重,影响了医院震后正常运行;而采用隔震技术的医疗建筑结构抗震性能良好,能够实现对结构、非结构和设备的三重保护。根据震害调查结果,针对医疗建筑结构、非结构构件及设备的防震保护,分别提出了相应的建议。对于位于高烈度抗震设防地区、地震重点监视防御区的新建医疗建筑结构可采用隔震减震等技术减轻地震损伤,对于非结构构件及关键医疗设备可根据其特征采用抗震支架、可靠锚固、隔震技术等实现震后正常使用。研究成果可促进我国医疗建筑抗震性能及震后功能保全能力提升,推动韧性城乡建设与发展。     

浮放文物隔震保护与振动台试验

浮放文物在地震中往往遭受严重破坏,隔震技术是保护文物安全的有效手段。采用模块式金属隔震支座对浮放花瓶进行振动台试验,验证了隔震装置的可行性。隔震支座由金属板、直线导轨、滑块、弹簧和摩擦阻尼器组成,具有模块化特征,可根据设计需要调整弹簧、摩擦阻尼器的数量和位置。导轨和滑块用于限制隔震支座的运动方向并防止支座发生倾覆;弹簧用于调节隔震支座的水平刚度,通过施加预紧力提供自复位能力;摩擦阻尼器用于控制隔震支座的水平变形,耗能能力可调节。研究结果表明：隔震支座的隔震效果与PGA有关,减震率随着PGA增大而降低,隔震支座顶部加速度响应为振动台台面的28.10%-78.01%;隔震支座实际残余位移在不同地震动类型、地震动强度下均小于设计值,通过调节摩擦阻尼器、弹簧的参数,残余位移可控;文物滑动、倾覆现象与计算结果相符,隔震支座可防止文物在地震作用下产生倾覆,必要时仍需要采取传统抗震措施辅助;用于小型文物的隔震支座设计时应充分考虑减震率、隔震位移需求、支座变形能力限制和自复位能力,各个目标有时难以同时满足,需要取舍。     

高层建筑地震损伤控制关键技术与应用

地震是我国高层建筑面临的最主要威胁之一,高层建筑依靠主体结构自身的延性损伤来耗散地震能量,尚不能有效引导损伤发展和控制震损模式,难以保全高层建筑的震后使用功能。项目组以提升试验仿真还原度、创新结构控制新理念和研发关键新构件为目标,深入开展了高层建筑“地震致损机理”剖析、“可控减震体系”创新和“高效消能构件”研发三个方面工作,取得了一系列技术突破,推动了高层建筑地震损伤控制技术的发展。     

110 kV电流互感器振动台试验研究北大核心CSCD

电流互感器是变电站系统中的重要设备之一,在地震中往往容易遭受损坏,其中瓷套管根部断裂是电流互感器破坏的典型特征。目前,学者多采用数值模拟方法分析电流互感器的抗震性能,试验研究开展较少,且很少直接考虑支架的动力放大效应。文中考虑安装支架的动力影响对110 kV电流互感器进行振动台试验研究,测定了设备的自振频率和阻尼比,获得了设备关键部位的加速度和应变响应,基于试验结果进一步建立了电流互感器的地震易损性模型。研究结果表明,电流互感器的抗震性能较强,在1.0g地震输入下可保证结构完好。