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。     

非结构构件振动台试验楼面响应谱再现技术研究

近年来,研究发现地震中非结构构件破坏带来的损失远远大于结构体破坏的损失,开展非结构构件的抗震性能研究日益得到重视。地震模拟振动台模型试验是检验结构抗震性能的最直接手段,它也常用于加速度相关型非结构构件(吊顶、水管支吊架、玻璃幕墙等)抗震性能试验。这类非结构构件往往在地震模拟试验中受到楼面响应谱的作用,如何准确复现非结构构件受到的楼面响应谱作用较少研究。本文在振动台离线迭代控制之外开发了基于楼面谱加速度波形再现的外环迭代控制器,构成了双层离线迭代控制架构,来克服非结构构件边界模拟装置(加载框架等)动力特性的影响。并采用这种方法进行了承压水管支吊架的抗震性能试验,试验结果表明这种方法可以较好地再现非结构构件受到的楼面响应谱作用,验证了方法的可行性。