L形平面高层建筑结构抗震性能探讨

大量震害分析和观察表明,结构在地震时存在扭转振动,且平扭耦合效应也不可忽视,文中总结归纳现有的研究成果,利用某L形平面高层建筑结构1/30模型模拟振动台试验研究,对同类结构抗震性能进行了探讨。     

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。     

大开间短肢剪力墙结构抗震性能研究

对一栋12层一户一开间一进深大开间短肢剪力墙结构的1/10比例模型,采用不同加速度峰值的3种地震波作为激励,进行了模拟地震振动台试验研究,得到了模型结构的自振频率及加速度和位移等反应结果,并对模型结构的开裂部位、裂缝发展和破坏状态进行了观察分析。试验结果表明:在多遇地震阶段,结构未发生明显破坏;在罕遇地震阶段,连梁首先发生开裂,其后部分墙体出现破坏,但结构的整体性能良好。采用有限元软件ABAQUS对该模型结构进行了弹塑性地震反应分析,分析结果与试验结果吻合较好。研究表明,大开间短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能,适合在7度抗震设防地区推广使用。最后,对该结构体系的设计方法提出了若干建议。     

柱承式群仓结构模型模拟地震振动台试验研究

通过对立筒群仓结构1/16整体模型进行模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇地震作用下的加速度、位移和侧压力变化等动力反应,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式,并根据试验结果和相似理论,推导和分析了原型结构的地震反应。试验及分析结果表明:立筒群仓模型整体抗震性能良好,能够抵抗所在地区7度设防烈度下各水准地震作用。同时对薄弱部位提出了加强措施。     

对称变维结构整体模型振动台试验研究

通过两栋1:4大比例对称变维框架的振动台试验,观察了模型结构的开裂、破坏过程,研究了模型在7度多遇烈度、7度基本烈度、7度罕遇烈度和8度罕遇烈度地震作用下的动力特性、侧移刚度、位移反应等的变化情况,以及结构的破坏形式和破坏机理。试验表明模型达到了7度抗震设计要求,错层节点和错层处梁的破坏也没有预计的严重。     

特别不规则体型高层钢结构地震模拟振动台试验研究

通过对一特别不规则体型高层钢结构进行了1/12整体模型地震模拟振动台试验,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应等,并根据试验结果和相似理论,推导、分析了原型结构的地震反应。最后对原型结构的抗震设计提出了一些改进建议。     

上海环球金融中心模型结构振动台试验与理论分析的对比研究

建设中的上海环球金融中心是目前世界上主体结构最高的建筑物。对该建筑进行了1∶50比例的微粒混凝土整体模型的地震模拟振动台试验。采用自编的高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析程序(TBNLDA)对振动台模型结构进行了弹塑性时程分析,并和试验数据进行了对比分析。研究了模型结构的动力特性,以及在7度多遇、7度基本、7度罕遇和8度罕遇地震烈度作用下的结构位移反应,研究了模型结构的地震剪力系数,以及模型结构的破坏型式。试验与理论分析取得了基本一致的结果,起到了相互验证的作用并为该建筑物原型结构的弹塑性时程分析提供了参考。初步研究结果表明该结构能够满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求。     

法门寺合十舍利塔结构整体模型振动台试验研究

法门寺合十舍利塔为特殊的竖向倒转收进结构,主体结构为倾斜外挑内收的型钢混凝土筒体,沿高度在两处形成拐点,底层为框支转换层,顶部通过型钢混凝土桁架连接形成连体结构。为了研究其抗震性能,对其1/35整体模型进行了模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇、8度罕遇水准地震作用下的加速度、位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式,并根据试验结果,分析了原型结构的动力特性及地震反应。试验结果表明：模型结构第1、2、3阶振型频率分别为6.348Hz（平动）、6.836Hz（平动）和14.746Hz（整体扭转）,原型结构对应的前3阶振型周期分别为0.933s、0.866s、0.401s,扭转、平动周期比为0.43;在7度基本及7度罕遇水准地震作用下结构最大层间位移角分别为1/754和1/453,表明原型结构整体抗震性能较好,能够满足中震基本弹性、大震不倒的抗震设防要求。建议采取适当措施缓解4层楼板标高附近筒体墙身的应力集中,并进一步研究结构外挑端部及其上下楼层竖向反应及其与水平反应的耦联性。     

高层住宅短肢剪力墙结构体系抗震性能研究

本文选取福州某典型的高层短肢剪力墙结构住宅。通过对缩尺模型在多遇地震和罕遇地震下,模拟地震振动台试验,研究其动力特性和整体抗震性能。根据模拟振动台试验的结果,结合短肢剪力墙结构力学分析结果,对短肢剪力墙结构提出设计建议。     

低层双面叠合夹心保温剪力墙结构动力弹塑性分析研究

基于足尺模型振动台试验,对低层双面叠合夹心保温剪力墙结构进行动力弹塑性分析,并对数值计算结果和振动台试验结果进行对比,结果表明,有限元计算的结构响应及构件损伤情况基本和振动台试验结果相吻合,7度罕遇地震时该结构基本处于弹性状态,8度罕遇地震时构件损伤发展,9度罕遇地震时结构进入弹塑性状态,但变形满足大震不倒的要求。对有外叶墙模型和无外叶墙模型的动力弹塑性计算结果进行对比,随着输入地震波峰值加速度增大,两者结构响应发展趋势基本一致,无外叶墙模型的结构位移响应略大于有外叶墙模型,两者构件损伤位置和损伤发展趋势基本一致,无外叶墙模型墙体损伤程度略大。分析结果表明,在结构弹塑性状态下,外叶墙和桁架筋对结构抗震能力具有一定贡献,降低结构在地震作用下的损伤。     

某超限高层住宅整体结构模型振动台试验研究

武汉世茂锦绣长江A2地块的1-3号超高层住宅楼属超限高层建筑工程。为研究在地震作用下的抗震性能,对其进行了缩尺(1/30)整体模型的振动台试验,研究了模型结构的动力特性以及在6度多遇、6度基本烈度、6度罕遇和7度罕遇地震作用下的动力反应。观察裂缝出现和发展情况,研究结构的破坏形式和破坏机理,指出该结构的薄弱部位,并提出设计改进建议和构造加强措施。     

七层混凝土小型空心砌块房屋振动台试验研究

按相似理论设计制作了 1/ 6比例七层混凝土小型空心砌块房屋整体模型。通过在三向六自由度振动台上进行的模拟地震振动台试验 ,研究了模型结构的动力特性 ;研究模型结构在 7度多遇烈度、 7度基本烈度、 7度罕遇烈度、 8度罕遇烈度地震动作用下的自振特性加速度、位移、应变反应 ;研究模型结构的开裂烈度、开裂部位、震害发展情况。并根据振动台试验的结果 ,按相似关系推算七层混凝土小型空心砌块房屋原型结构的地震反应。     

广州万科同福西二期超高层住宅抗震性能分析

广州万科同福西二期工程是一栋超高层住宅楼,结构高度184.35 m。应用ETABS软件对该结构的振动台试验模型进行了7度多遇、罕遇地震作用下的时程分析,得到不同水准地震作用下的地震反应,并对结构抗震性能进行详细的分析和讨论。同时,与振动台试验结果进行了比较。有限元软件分析和振动台试验结果表明：有限元分析和试验结果吻合较好,该超高层建筑结构能够满足预先设定的抗震性能目标。     

低层双面叠合夹心保温剪力墙结构足尺振动台试验研究

在双面叠合剪力墙结构中集成夹心保温材料,设计形成适用于低层建筑的双面叠合夹心保温剪力墙结构,该结构具有构件生产和施工优势,具有应用推广前景。为研究该体系的抗震性能,对一栋两层两开间足尺模型进行地震振动台试验,分析结构在不同工况下的损伤累积过程,研究试验模型动力特性和地震响应的变化规律。试验表明,该结构在7度多遇、7度设防地震作用下基本保持完好,在7度罕遇、8度罕遇、9度罕遇地震作用下,试验模型自振频率出现一定下降,外观出现裂缝并随着地震作用的增强而不断发展,但结构没有明显的破坏现象,基本性能稳定。试验模型能够满足现行抗震规范三水准的设防要求,在低层建筑中具有一定的应用优势。     

超高层剪力墙(短肢剪力墙)-筒体结构整体模型振动台试验研究

本文以一栋超高层住宅大厦为结构原型,采用模拟地震振动台试验方法,对复杂体型超高层剪力墙(短肢剪力墙)-简体结构的动力特性、地震反应规律和开裂破坏形式等问题进行了系统研究。结果表明:复杂体型结构具有显著的扭转振动反应,易造成结构上部平面弯折处出现集中开裂破坏;结构短肢剪力墙的开裂破坏主要有短肢剪力墙中上部水平开裂、底部水平开裂以及短肢剪力墙局部压碎三种形式。建议适当加强结构薄弱部位的整体性和抗侧抗扭刚度,确保复杂体型超高层剪力墙(短肢剪力墙)-简体结构满足抗震设防要求。     

山地掉层框架隔震结构振动台试验研究

在山地掉层结构的上、下接地层设置橡胶隔震支座,形成山地掉层隔震结构。为研究山地掉层隔震结构的抗震性能,对某8度抗震设防区掉2层1跨的7层钢筋混凝土框架结构以相似关系1∶10制作了振动台试验模型,通过在试验模型底部安装和拆卸橡胶支座的方法分别进行了掉层隔震与非隔震结构模型的振动台试验,对比分析了山地掉层隔震与非隔震结构模型宏观试验现象、频率变化、楼层加速度、楼层位移以及混凝土应变的区别。结果表明：与山地掉层非隔震结构相比,山地掉层隔震结构的扭转效应减小,地震响应得到有效控制,其抗震性能明显高于非隔震结构,且安全储备高;将隔震技术应用于山地掉层结构中是可行的。     

超高层型钢混凝土框筒结构抗震性能研究

本文介绍了某超高层型钢混凝土框筒结构体系整体结构模拟地震振动台试验模型材料的选取,动力相似关系的确定以及模型设计。对模型结构在7度多遇地震、基本地震、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的动力特性,加速度及位移反应进行了试验分析。同时,应用结构有限元分析程序对模型结构进行动力计算,将两种结果进行比较。最后给出结构的薄弱部位,并对结构设计提出了建议。     

北京LG大厦单塔结构整体模型模拟地震振动台试验研究

本文通过对北京LG大厦单塔主体结构1/20整体模型模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在8度多遇、8度基本、8度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式,并根据试验结果和相似理论,推导、分析了原型结构的地震反应。试验及分析结果表明:模型结构第1、2、3阶振型频率依次为:4.319Hz(x向平动)、4.883Hz(y向平动)和6.761Hz(整体扭转),对应阻尼比分别为0.043、0.046和0.026;原型结构对应前3阶振型周期为1.794s、1.587s和1.146s,其扭转、平动周期比为0.64,且在8度多遇和罕遇地震作用下结构最大层间位移角分别为1/1005和1/101,显示原型结构布置基本合理,整体抗震性能较好,能够抵抗所在地区设防烈度下各水准地震作用。论文最后对原型结构的抗震设计提出了一些改进建议。     

昆明新国际机场航站楼A区结构模型振动台试验研究

通过对昆明新国际机场航站楼A区结构1/60模型进行地震模拟振动台试验,分析了结构形式复杂的大跨度基础隔震结构模型的设计方法,分别测试了隔震结构模型和非隔震结构模型的动力特性、阻尼比及其在不同地震动输入时结构的加速度、位移、扭转等动力反应,以及大跨度网架的竖向振动等,研究了结构破坏机理和破坏模式。试验结果表明：基础隔震能够有效延长结构的自振周期、增加结构的阻尼比、提高结构的耗能能力;通过基础隔震,可以将水平地震输入加速度峰值降低到原来的40%,对竖向加速度没有降低作用,但通过对水平加速度的降低有效抑制了大跨度网架的竖向振动;烈度8.2度地震作用下隔震结构的位移、加速度、扭转等反应均比7.5度地震作用下非隔震结构的反应要小,且隔震结构在8.2度多遇和罕遇地震作用下结构的层间最大位移角分别为1/636、1/201。试验表明原型结构设计基本合理,采用基础隔震能够有效提高结构的抗震性能,隔震层以上结构在8.2度抗震设防烈度时的水平地震作用小于非隔震结构在7.5度抗震设防烈度时的对应值。最后针对试验及分析结果对原型结构设计提出一些改进建议。图8表4参4     

柔性连接填充墙框架结构模型振动台试验研究

通过对一典型的框架结构1/8整体模型模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇、8度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式,运用有限元分析程序对原型结构进行了地震作用下的时程分析,并与试验数据进行了对比分析。对比结果表明,试验与理论分析结果吻合良好。研究得到:该结构体系在7度多遇烈度至设防烈度地震作用下结构自振频率基本不变,结构基本处于弹性阶段;在7度大震作用下,结构自振频率有所下降,最大层间位移角满足规范的弹塑性变形要求;在8度大震作用下,结构局部出现混凝土开裂和压碎现象,但能维持结构不倒塌的工作状态。综合研究结果表明该结构能满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求。