重庆高科太阳座大厦模型结构振动台试验研究

重庆高科太阳座大厦是一幢建筑外立面扭转,结构平面、竖向不规则超限的复杂超高层建筑结构,采用了钢管（型钢）混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。外立面扭转导致外框架中竖向构件不连续,形成受力复杂的空间斜柱,进而造成结构各层平面形状、布置不断变化,以及结构扭转不规则。通过1∶25缩尺模型振动台试验,对模型结构在6度多遇、设防和罕遇地震作用下的加速度、位移等动力响应以及结构的损伤破坏情况进行观测,评价该结构体系的整体抗震性能。研究结果表明：通过增大竖向构件截面方式提高结构层高较大的楼层刚度引起了结构局部刚度突变、应力集中,致使薄弱部位转移;结构顶部塔楼的收进导致鞭梢效应明显,急剧增大了楼层变形;CFST柱-SRC梁框架的SRC梁端和节点周围加强环梁,以及RC核心筒连梁为主要损伤部位;模型在6度罕遇地震作用下能保证“大震不倒”,该结构体系具有良好的抗震性能,能够满足预设抗震性能目标。     

体型收进的框架-核心筒超高层结构模型振动台试验研究

对体型收进框架-核心筒超高层结构进行了整体模型振动台试验。介绍了模型简化设计、试验过程及主要现象,测试了结构在7度小震、中震及大震作用下动力响应,包括结构自振特性、加速度动力放大系数、楼层位移、层间位移角及损伤发展规律。结果表明结构设计合理,能满足规范及抗震设计性能目标的要求。在试验研究基础上,对结构设计提出了改进建议,以进一步提高结构的抗震性能。     

天津周大福金融中心主塔楼模型振动台试验研究

为研究天津周大福金融中心主塔楼的动力特性和不同水准地震作用时模型的动力响应,分析结构抗侧力体系在地震作用下的受力特点和破坏形态及过程,对天津周大福主塔楼1∶40缩尺模型进行模拟地震振动台试验研究.试验结果表明:天津周大福主塔楼项目工程结构设计合理,能够满足有关规范要求,原结构总体可达到预设的抗震设计性能目标.     

一幢特别不规则高层建筑结构模型的振动台试验研究

通过一个缩比为1／25的特别不规则高层建筑结构模型的振动台试验,研究了这幢同时具有平面扭转不规则、凸凹不规则和立面收进不规则的高层建筑结构模型的地震反应。结果表明,抗震设计的高层建筑不应采用特别不规则的结构。     

兰州红楼时代广场模型结构振动台试验研究

兰州红楼时代广场是一幢扭转不规则、高度超限的超高层混合结构体系建筑,结构采用了带水平加强层的框架-核心筒抗侧力体系。通过1∶25缩尺模型振动台试验,对模型结构在8度设防、多遇和罕遇地震作用下的加速度反应、位移反应以及关键部位的动应变反应进行测试,发现结构的薄弱部位,评价该结构体系的整体抗震性能。研究结果表明:加强层会引起结构局部刚度、承载力突变,结构受力复杂化,并易形成薄弱部位,但通过调整伸臂桁架或者相邻层的刚度,可使加强层的不利影响降低到较小程度;模型结构在8度大震作用下仍不倒塌,证明该结构体系具有良好的抗震性能,可以用于高烈度抗震设防区。     

超高层建筑模拟地震振动试验应用及其结构设计

本文重点介绍了超高层建筑的地震模拟振动台试验方法、结论分析以及结构设计特点,并根据试验结果,找出了结构的薄弱部位,对结构设计提出了若干建议.     

超高层建筑侧向刚度及振型优化研究与应用

超高层建筑抗侧体系的刚度和振型特性对于结构设计具有重要意义。本文从理论推导及实践角度将虚功原理扩展到结构特定的振型优化领域,实现了结构静力和动力优化的联动控制。研究在给定结构体系和布置下,将每个构件对于设计目标的贡献建立定量化函数方程,从而通过数值优化得到期望的最优解,再返回结构分析模型中进行验证和深化设计。     

不规则钢筋混凝土高层建筑振动台试验研究

成都市天府软件园三期工程由多幢平面凹凸不规则、扭转不规则和沿竖向刚度不均匀的建筑组成,其中B,C座从层11至屋面层采用钢桁架连廊连成一体,成为连体结构,且底层设置2层连通的架空层,层2楼板开洞面积为该层面积的47%。为研究其抗震性能,进行缩尺(1/30)模型的振动台试验,在试验结果的基础上,对该建筑的整体和局部结构的抗震性能进行评价。试验结果表明,通过采取抗震加强措施及合理设计,结构能够满足抗震性能目标。     

《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》的编制和应用

介绍了新发布的国家标准《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》(GB/T1 85 75— 2 0 0 1 )的编制情况、主要内容及特点 ,并对应用中的试验设备、安装框架、台面激励、幕墙试件等相关问题进行了论述。     

重庆“嘉陵帆影”二期塔楼整体模型振动台试验研究

重庆"嘉陵帆影"二期塔楼是一幢高440m,共94层的超高层建筑,按相似关系,对塔楼设计制作了1∶40的试验模型,并对模型进行了振动台试验。研究了结构在7度小震~8度大震下的地震响应,验证了结构的抗震性能。试验结果表明:结构设计能满足规范要求,总体上可达到预设的抗震设计性能目标。     

穿斗式木结构民居模拟地震振动台试验研究

为研究穿斗式木结构民居的抗震性能,以位于川西抗震设防烈度7度区的典型2层穿斗式民居为原型,对一个缩尺比例为1∶2的穿斗式木结构模型进行了模拟地震振动台试验。试验中选取汶川波、兰州波、Taft波和El Centro波作为地震动输入,实测了结构在地震作用下的自振频率、阻尼比、刚度、加速度反应、位移反应、剪力分布和应变的变化规律。试验结果表明：随着地震峰值加速度的增加,模型结构的自振频率和刚度下降,阻尼比增大,各层加速度放大系数介于0.286~1.383之间;浮搁于混凝土板上的柱脚的滑移在一定程度上衰减了传入上部结构的地震作用,第2层檐柱顶高度处的榫卯节点在振动过程中耗能作用明显;当输入峰值加速度为0.22g和0.40g时,模型晃动剧烈,最大层间位移角分别为1/65和1/35;当输入峰值加速度增至0.50g时,模型依然没有倒塌,表明穿斗式木结构具有良好的整体变形能力和抗倒塌能力。     

中山古镇灯都商厦超高层结构计算分析及地震振动台试验研究

针对中山古镇灯都商厦结构的特殊性,提出了相应的抗震性能要求,为求证结构体系的合理性,经过反复的计算分析和不断调整,结构各主要技术指标在小震、中震、大震作用下均能较好地满足规范相关要求和预期的抗震性能要求。为验证计算分析的准确性,进行了相应的地震振动台试验,各主要技术指标和关键点性能要求均与计算相一致。通过多渠道确保了该特殊工程的安全性和经济性。     

某不规则超限高层建筑弹塑性地震反应分析

高层建筑的弹塑性抗震分析方法主要有反应谱法、静力弹塑性分析法和时程分析法,时程分析法比前两者有更强的适用性。以某竖向不规则超限高层建筑结构为例,采用ANSYS软件建立精细化的三维分析模型,进行动力弹塑性时程分析,研究整体结构在强震作用下的动力响应和关键构件损伤发展情况。分析结果表明,罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角在规范限值内,核心筒体属结构薄弱部位,连体层上下部位的楼层成为塑性集中的区域。钢管混凝土柱、连体层楼板及裙房屋面的大跨桁架结构在大震作用下表现为弹性。总体来说,结构具有好的抗震性能,满足规范"大震不倒"的要求。     

振动台试验对高层建筑结构设计的启示

2010年以后,我国高层、超高层建筑进入快速发展阶段,目前仍处于蓬勃上升期,我国已成为世界高层建筑发展的中心。抗震设计是我国高层建筑结构设计中的关键问题,而振动台模型试验是研究高层、超高层结构抗震性能的重要手段。通过科学、合理设计和精细模型加工,采用振动台试验可较准确测定结构的动力特性、动力响应和破坏形态,反映结构不规则性对抗震性能的影响,揭示薄弱部位。为此,以中国建筑科学研究院完成的28个实际工程模型振动台试验为基础,对试验结果和试验数据进行分类对比分析,研究阻尼比、整体刚度退化、连梁刚度折减系数、外框剪力比、加速度放大系数等影响高层建筑结构设计的参数和指标,并对有代表性和共性的结构薄弱部位及加强措施进行汇总,提出高层建筑结构设计相关的一些启示和设计建议。     

带抗拉装置高层隔震结构振动台试验研究

西昌（9度区）某高层基础隔震结构,其上部为框架-核心筒结构,总高度为58.3m（不计入隔震层）,隔震层采用铅芯橡胶隔震支座。为研究该隔震结构的抗震性能及检验带抗拉装置隔震支座的有效性,进行了缩尺比为1/15模型的模拟地震振动台试验。结果表明,隔震层降低了上部结构的加速度反应,隔震层上加速度放大系数小于0.5,可满足抗震设防烈度降低一度的设计目标;隔震结构的位移集中在隔震层,上部结构的层间位移较小,层间位移角满足规范层间位移角限值要求;隔震层力-位移滞回曲线较为饱满,具有良好的耗能能力。罕遇地震作用下,支座出现拉应力,说明隔震结构在高烈度地震作用下存在倾覆的可能性。对角部隔震支座加装抗拉装置后,再次进行振动台试验,结果表明,抗拉装置不会对结构水平向动力特性及支座在正常受压状态下的竖向运动和水平向运动产生显著影响,通过对比证明了其在隔震支座受拉情况下提供的有效抗拉作用。     

采用黏滞阻尼伸臂桁架的超高层结构模型振动台试验研究

黏滞阻尼伸臂桁架兼具高效耗能和“有限刚度”加强层的特点,可提高结构的抗震性能,尤其适用于高烈度区超高层结构抗震设计。中国国际丝路中心塔楼建筑高度498m,是目前全球最高的采用黏滞阻尼伸臂桁架的高层建筑,为验证其抗震性能和减震措施的有效性,进行了1∶40的缩尺模型振动台试验研究。本文介绍了模型设计、试验过程及主要现象。试验测试了结构在8度小震、8度中震、8度大震地震波输入下的动力响应,包括结构自振特性、动力放大系数、楼层位移、层间位移角、损伤发展及阻尼器耗能等。将主要试验结果与有限元分析结果进行了对比,总体上吻合程度较好,可互为验证。试验及分析结果表明：结构设计合理,采取的减震措施有效,结构整体抗震性能满足规范及预定的抗震性能目标要求;黏滞阻尼伸臂桁架产生的附加阻尼比随地震作用强度增加而降低,并且随主体结构进入弹塑性后进一步降低。根据试验结果对结构设计提出了相应的建议,揭示的阻尼比变化规律可供类似项目设计参考。     

Shaking table test of super high-rise structure on liquefied ground

为了研究液化地基上超高层结构在地震作用下的动力特性和动力响应,设计了液化场地超高层结构模型,并对其进行振动台试验。分析了超高层结构的自振频率、阻尼比、振型、加速度响应、位移反应、结构顶层加速度响应组成和地基孔隙水压力。结果表明：随着加速度峰值的增大,结构的自振频率下降,阻尼比增大;由于结构刚度变化不大,结构振型曲线的形状变化不明显;结构的动力响应不仅与输入地震波的加速度峰值有关,还与地震波的频谱特性有关;结构顶层的加速度反应主要由结构弹塑性变形加速度分量组成,其次是基础转动引起的摆动加速度分量和平动加速度分量;当地震波加速度到达第1个峰值时,砂土层的超孔隙水压力存在负值。     

地基土刚度变化对地震模拟振动台基础的影响

通过某些近似公式确定不同地基土的弹性模量和天然地基土的抗压刚度系数,采用ANSYS有限元方法和《动力机器基础设计规范》的相关方法,对西南交大地震模拟振动台基础进行谐响应分析,得出的两组解能够较好的吻合,发现地基土刚度在超过一定范围之后对振动台基础的加速度响应影响很小。     

某高度522 m超高层结构振动台试验与理论分析研究

为验证8度抗震设防烈度区某522 m超高层结构的抗震性能,设计并制作了1/40缩尺结构模型,通过模拟地震振动台试验,研究结构在8度多遇、设防、罕遇地震作用下的动力特性,考察其在单向和三向地震动输入下的变形及损伤情况。此外,采用ABAQUS软件对结构进行了8度罕遇地震作用下弹塑性时程分析,考察了结构动力特性和位移反应,分析结构的损伤状态和薄弱部位,并与振动台试验结果对比。结果表明,该结构采用的巨型柱、巨型斜撑与环带桁架的外框筒和型钢-混凝土组合结构核心筒形成的双重结构抗侧力体系,具有较好的稳定性和结构效能,该结构在8度(0.3g)罕遇地震作用下未发生倒塌,能够很好地满足“小震不坏、大震不倒”的性能要求。     

西咸新区某超限高层写字楼结构整体设计

通过应用两套不同的软件YJK和Midas Gen,对西咸新区某高层写字楼进行了结构设计和分析,得到了结构在地震作用下的内力和位移等结果,同时还对两种软件的计算结果进行了比较,通过重要指标的对比、分析,YJK与Midas Gen两种软件的计算结果基本一致,表明计算结果合理,有效,计算模型符合结构的实际工作状况,可供超限高层建筑结构设计参考。