机电管线用支吊架抗震性能试验方法综述

支吊架是连接附属机电设备和主体结构之间的重要连接构件,当遭遇地震时,抗震支吊架能有效地抵御地震作用,限制管道位移,防止管道脱落,进而减少地震引起的次生灾害,研究支吊架抗震性能对于保护附属机电管线设施具有重要意义.目前,非结构构件抗震性能试验方法大多沿用结构抗震性能试验方法,但在加载制度和加载方式上存在明显差别.总结了国内外标准规范中抗震支吊架抗震性能试验方法,包括拟静力试验方法、振动台试验方法以及拟动力试验方法等,结合理论与案例,介绍了各种试验方法的加载制度及其适用范围,并针对国内现有抗震支吊架类型给出了试验方法建议.     

管道抗震支吊架振动台试验研究

为研究管道抗震支吊架在地震作用下的低损伤特性以及薄弱环节,开展了管道抗震支吊架振动台试验研究.试验对象为依据《抗震支吊架安装及验收规程》(CECS 420:2015)设计和安装的管道抗震支吊架,其结构体系主要由锚固件、加固吊杆、抗震连接构件、管道连接构件及抗震斜撑构成.为研究不同地震水准、地震动输入对结构动力响应的影响...     

非结构构件抗震性能试验方法综述

现代建筑功能日益复杂,建筑非结构构件日益丰富,非结构构件在地震中的破坏会严重影响建筑使用功能,造成巨大经济损失。目前,非结构构件的抗震性能试验研究大多沿用结构试验的拟静力、动力和地震模拟振动台试验方法,但是在加载制度等方面与结构试验存在明显区别。针对非结构构件独特的破坏模式,也有学者提出新型的试验方法。本文在阐述非结构构件抗震设计重要性的基础上,总结现有非结构构件抗震性能试验相关方法,介绍各类试验方法的应用实例及其不足之处,并探讨非结构构件试验方法的发展方向。     

1E级应急柴油发电机模拟绕组模拟地震振动台试验研究

对核电站1E级应急柴油发电机模拟绕组的抗震性能进行了地震模拟振动台试验研究。使用连续白噪声方法,测得发电机模拟绕组在三正交轴上的固有自振频率及阻尼比;根据核电站的楼面地震加速度反应谱,生成人工地震波,对发电机模拟绕组的三正交轴向同时输入模拟地震加速度时程进行激振,分别进行了5次OBE和1次SSE地震模拟振动台试验。在试验过程中发电机模拟绕组件处于停止运行状态,并对比其试验前后的性能数据。试验结果表明:该1E级应急柴油发电机模拟绕组在加速热老化、湿热老化和振动老化后,各项性能指标在抗震试验前后无明显变化,抗震性能满足要求。     

幕墙抗震性能检验方法探讨

建筑幕墙属于非结构构件，但其本身的安全问题却是结构问题。本文对幕墙抗震性能进行了探讨，认为幕墙单元应满足加速度和层间位移反应的检验标准；模拟地震振动台试验方法能够再现真实的地震作用，是检验幕墙安全性最准确直观的方法。本文采用该方法对某花岗石幕墙进行了试验研究，验证其抗震性能。     

Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能试验研究

为研究Y形偏心支撑-高强钢框架结构抗震性能,在已完成的1∶2缩尺3层模型结构振动台试验的基础上,重新设计了耗能梁段,并对该结构再次进行振动台试验。试验中选取El Centro波、Taft波和兰州波作为地震动输入并考虑7度多遇到9度罕遇的地震水准,分析了结构在水平地震作用下的动力特性、加速度响应、位移响应、应变响应、剪力分布等,并与已有试验结果进行了对比。通过ABAQUS建立了有限元分析模型,与试验结果进行对比。结果表明：该结构在多遇地震作用下处于弹性状态,在罕遇地震作用下表现为耗能梁段的局部破坏;耗能梁段破坏后,结构刚度大幅下降,但未发生倒塌;在多遇地震和罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角满足抗震规范层间位移角限值的相关要求;在罕遇地震作用下,耗能梁段进入塑性状态而进行耗能,其他构件仍保持弹性状态;所建立的有限元模型可以有效模拟振动台试验结果。     

浅埋预制钢波纹管城市综合管廊抗震性能研究

针对浅埋预制钢波纹管城市综合管廊工程实例,利用时程分析法分析管廊抗震性能,并与振动台模型试验结果进行对比。研究结果表明,振动台试验与数值模拟得到的加速度时程吻合较好,加速度放大系数及傅里叶幅值谱规律一致,验证了有限元模型的合理性;在地震作用下,管廊结构和土体加速度傅里叶幅值谱几乎相同,管廊结构地震响应服从于周围土体的地震响应,结构和土体之间存在显著的相互作用;管廊结构自身应力较小,即使在地震烈度为9度罕遇地震激励下,最大应力也远低于屈服强度,处于弹性状态;管廊的存在影响了土压力的分布,上覆回填土在管廊肩部附近应力最大;设计时应考虑结构与土的相互作用,以管廊周围土体的破坏作为主要控制因素,并在施工时重视回填土的质量控制。     

一座混合空间结构地震模拟试验设计及抗震性能分析

本文介绍了深圳市少年宫水晶石大厅的地震模拟试验。对由钢结构、SRC、高强度 RC结构等多种结构构件组成的混合空间结构的模型设计及试验方案的确定进行了探讨。通过振动台试验 ,确定了模型的自振频率 ,多种地震波输入下的结构加速度反应和位移反应 ,对结构的抗震性能进行了综合评定。为混合空间结构的地震模拟试验设计及抗震性能分析提供参考     

平面不规则结构抗震性能的数值分析

采用ABAQUS有限元软件对一平面不规则复杂超限结构的抗震性能进行数值仿真,并将计算结果与振动台试验进行对比,验证数值仿真结果的准确性。利用杆单元、壳单元建立结构的动力弹塑性分析模型,计算结构在不同输入水平下的加速度响应和位移响应,并重点分析穿层柱的受力情况及开洞楼板的应力水平。数值计算得到的加速度响应和振动台试验结果规律基本一致,有限元模型基本反映了结构在模拟地震下的响应;部分穿层柱所受地震剪力较相邻层对应位置框架柱更小,角部位置穿层柱的扭转响应更敏感;洞口边缘楼板较易出现应力集中现象,竖向构件与楼板连接部位更为明显,错层斜板在地震输入过程中角部更易出现应力集中,主要表现为受拉破坏。ABAQUS能够对平面不规则复杂超限结构的抗震性能进行比较准确的数值仿真,为结构关键构件的精细化分析提供依据。     

传统风格建筑钢筋混凝土-钢管混凝土组合框架模型振动台试验研究

为研究传统风格建筑钢筋混凝土-钢管混凝土(RC-CFST)组合框架的抗震性能,采用三维六自由度地震模拟振动台对缩尺比为1/4的模型结构进行了El Centro波、Taft波、兰州波及汶川波等地震波输入下的试验。通过白噪声扫描得到了该模型的自振频率、阻尼比等动力特性,研究了模型结构的受力过程、破坏特征及加速度、位移、剪力和应变等动力响应。试验结果表明:随着输入波地震峰值加速度的增加,框架模型的自振频率下降,阻尼比增大,加速度放大系数逐渐减小;柱架是耗散台面地震作用的主要构件;7度罕遇地震作用下结构X、Y向的最大层间位移角分别为1/46、1/51,结构的总体刚度偏小;结构的地震剪力沿模型高度方向没有明显下降的趋势, CFST柱顶部与枋、椽连接区域及柱底为结构的抗震薄弱环节。基于研究结果,提出了加强该组合框架抗震性能的设计建议。     

传统风格建筑钢筋混凝土-钢管混凝土组合框架模型振动台试验研究

为研究传统风格建筑钢筋混凝土-钢管混凝土(RC-CFST)组合框架的抗震性能,采用三维六自由度地震模拟振动台对缩尺比为1/4的模型结构进行了El Centro波、Taft波、兰州波及汶川波等地震波输入下的试验。通过白噪声扫描得到了该模型的自振频率、阻尼比等动力特性,研究了模型结构的受力过程、破坏特征及加速度、位移、剪力和应变等动力响应。试验结果表明：随着输入波地震峰值加速度的增加,框架模型的自振频率下降,阻尼比增大,加速度放大系数逐渐减小;柱架是耗散台面地震作用的主要构件;7度罕遇地震作用下结构X、Y向的最大层间位移角分别为1/46、1/51,结构的总体刚度偏小;结构的地震剪力沿模型高度方向没有明显下降的趋势, CFST柱顶部与枋、椽连接区域及柱底为结构的抗震薄弱环节。基于研究结果, 提出了加强该组合框架抗震性能的设计建议。     

轻钢框架-支撑结构振动台试验研究及有限元分析

本文对轻型钢框架-支撑结构模型进行地震模拟振动台试验,并运用SAP2000软件进行数值模拟分析。模型结构为1∶3缩尺模型,分别在Taft波、Kobe波、人工波3种地震波作用下进行振动台试验,得到结构的加速度反应值,同时在同样的工况作用下做时程分析,得到结构的加速度反应值和位移反应值。将试验值和模拟值相互对比分析,找出结构的薄弱部位,研究该结构体系的抗震性能和破坏机理,完善轻钢框架-支撑结构体系的抗震设计。     

基于改进模拟植物生长算法的弦支穹顶结构抗震性能研究

为了提高建筑钢结构的抗震性能,采用基于改进的模拟植物生长算法的弦支穹顶结构优化方法,对穹顶结构建筑上部刚性层网壳下端设置张拉索杆体并融入预应力,以某穹顶结构建筑为例,分析该穹顶结构的多维地震响应特征,通过台振系统实现穹顶结构模型的振动台试验,试验采用8个振动台,12个激振器,振动台的输入是人工波,采用时程分析方法实施工况运算,获取二维人工波地震输入下,某穹顶结构建筑的加速度响应、位移响应、应变响应以及索轴力响应规律,得到穹顶结构建筑的多维地震响应性能。研究后发现,穹顶结构的抗震验算应以竖直方向为主,融入水平方向的干扰分析,进行多维度地震动响应运算,降低穹顶结构下端支承结构的水平推力,提高结构的受力性能,增强其总体抗震性能。     

无梁楼盖地铁车站结构抗震性能研究

为了解无梁楼盖地铁车站结构的抗震性能,基于ABAQUS软件开展三维非线性地震响应的数值模拟,分析了3种地震波不同峰值加速度作用下的反应特性,并与常规车站进行对比。结果表明,无梁楼盖地铁车站于小震时仍保持较好的抗震完整性,但大震下呈现出脆性破坏的特点,地震波的峰值加速度大小是导致车站结构震害程度的关键因素;2种车站结构的震害及加速度响应程度与输入的地震波类型关系密切;车站结构的加速度响应沿车站纵向具有空间效应;中柱对车站的抗震性能贡献不明显,是抗震的薄弱构件,通过改变中柱截面从而改善车站结构的抗震性能作用并不理想。     

斜撑安装位置对车站吊架横向抗震性能影响的试验研究

地铁车站中的吊架用于挂载风管、水管、通讯电缆等设备。在地震过程中,由于设备自身的质量会引起较大的水平向地震惯性力,有可能导致非结构构件的失效破坏,进而影响地铁车站的使用。目前针对地铁车站内非结构构件的研究相对较少,非结构构件的动力响应、破坏机理不明确,缺乏成熟的抗震设计方法。本文采用拟静力试验的方式,对三种斜撑安装形式的地铁车站吊架的抗震性能进行了研究。通过分析试验现象、滞回曲线和应变数值,并结合有限元数值模拟结果,讨论了不同试件的受力特点和破坏机理。根据结果,建议将横向斜撑安装在中间一档横梁位置以充分发挥斜撑的抗震性能;试验中发生的破坏都是由于连接件错位滑脱或连接件自身剪断/拉断破坏造成的,在实际工程中宜重点关注。     

钢框架结构振动台试验及损伤分析

为了研究在地震作用下的结构响应及损伤形式,选用非完全缩尺的两榀三跨三层的空间钢框架结构,以宁河波、El Centro波和Taft波为激励进行了振动台试验。分析了该模型框架的动力性能,从加速度响应、位移响应和应变响应等方面对结构开展了抗震性能研究和损伤分析。结果表明:随着地震强度增大和结构损伤累积,结构动力放大系数减小,位移反应增大,并基于动力增量分析方法对结构的抗震性能进行评估,为今后结构抗震子结构试验分析中子结构的选取提供参考依据。     

新型装配整体式板-钢框架结构模型振动台试验研究

为了研究新型装配整体式板-钢板剪力墙钢框架结构的抗震性能,对一个非对称体型新型装配整体式板-钢板剪力墙钢框架结构进行了1/4整体模型模拟地震振动台试验,试验得到结构在地震动作用下的加速度响应、位移响应以及应变响应;该结构能够满足抗震规范的要求,加载到罕遇地震时,混凝土板出现了局部微裂缝.不浇现浇面层的装配式整体式预制楼板与工字钢梁连接良好,新型装配整体式空心板表现出较好的抗震性能.本文分析了强烈度地震作用下结构的地震反应、破坏形态,给出了结构薄弱部位的构造设计意见,为同类结构的抗震设计提供了试验依据.     

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。     

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。     

淤泥烧结保温砖夹心填充墙平面外振动台试验

淤泥烧结保温砖是一种能实现墙体自保温的新型绿色节能墙材产品。在淤泥烧结保温砖砌筑的填充墙中内置EPS泡沫板构成双叶保温填充墙,为了研究这种自保温填充墙在地震作用下平面外的抗震性能,对足尺的自保温填充墙试件进行了地震模拟振动台试验,并采用SAP2000有限元软件,进行了墙体在地震作用下的弹性时程分析,将试验结果和有限元对比分析,结果表明:在台面输入峰值加速度620 gal地震作用下,墙体底部出现裂纹,但墙面面砖完整,墙体结构尚未破坏。介绍了这种新型保温墙体的试验方法、试验破坏现象,分析了其动力特性和破坏机理,并对墙体的抗震性能进行了评价。