中央电视塔地震反应的试验研究

我国近年在北京建成了４０５ｍ高的中央电视塔，该塔由钢筋混凝土塔身、塔楼和混凝土与钢天线塔杆所组成。为了研究电视塔的动力性能，在常遇地震作用下的反应，和在罕遇强烈地震作用下可能出现的破坏形态，按相似准则制作了８ｍ高的电视塔结构模型，在大型振动台上进行了系列的试验研究。通过试验，得到了电视塔结构的动力性能，塔的地震反应以及在强烈地震作用下塔的破坏形态与机理。研究结果为该电视塔的抗震设计提供了依据。     

钢-混凝土组合框架抗震性能分析

为研究钢-混凝土组合框架在地震作用下动力性能及破坏形式,为钢-混凝土组合框架在地震区的使用提供依据,进行了1/3比例钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁组合框架结构模型振动台试验研究。通过试验,得到不同地震烈度下组合框架结构的动力特性、位移响应、加速度响应。应用SAP2000软件对该结构进行不同烈度地震作用下的弹性时程分析和弹塑性时程分析,得到各水准地震作用下结构动力特性和位移反应,分析结构的地震损伤破坏过程及损伤分布情况。     

高拱坝振动台地震破坏试验研究及数值仿真

 以大岗山拱坝模型的动力破坏试验为基础,从试验和数值计算角度,对整体拱坝动力特性、薄弱部位、破坏形态以及抗震性能进行研究。采用和混凝土性能相似的脆性模型材料,通过逐级加载的方式在振动台上对整体拱坝进行从弹性到破坏整个过程的模型试验,分析坝体动态特性、加速度和应变的变化规律。并采用弹脆性损伤模型对混凝土拱坝在地震作用下损伤破坏的全过程进行数值仿真,探讨拱坝动力破坏过程、破坏形态,并与试验结果进行对比分析。结果表明：模型试验和对原型进行的数值模拟所得到的破坏过程和破坏形态都较为接近。在顺河向地震作用下,顶拱的坝中部位为地震应力最高的区域,是坝体薄弱的部位,整体拱坝首先在该位置出现裂纹,其次是顶拱距左右两岸1/4拱圈处。在强震作用下,拱向和梁向裂缝贯穿上下游,将导致拱顶中部的混凝土脱离坝体,丧失壅水功能。试验和计算结果相互印证,可呈现高拱坝在强烈地震作用下的损伤破坏过程及破坏形态,确定抗震薄弱环节,为混凝土高坝的抗震功能设计提供基础。     

上海中心大厦抗震性能分析和振动台试验研究

上海中心大厦塔楼高632m,该结构为巨型框架-核心筒-外伸臂结构体系,钢 混凝土混合结构。应用ABAQUS软件对该结构进行了7度多遇、基本和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,得到各水准地震作用下结构动力特性和位移反应,分析了结构的地震损伤破坏过程及损伤分布情况。同时,为进一步评价其抗震性能,进行了1/50比例的整体模型振动台试验,研究其地震破坏机理及抗震薄弱部位。弹塑性时程分析和振动台试验结果表明：该结构能够满足预先设定的抗震性能目标,且有较高的安全储备。     

带斜撑电视塔结构模型地震模拟振动台试验研究

本文进行了一座带斜撑电视塔１／５０配筋砂浆结构模型的地震模拟振动台试验，研究了其动力特性，地震反应规律及其破坏形态。揭示了这类结构的薄弱部位，检验了这类塔结构抗震设计计算方法。     

摩擦耗能支撑钢筋混凝土框架结构的振动台试验研究

本文通过一榀普通钢筋混凝土框架、一榀钢支撑钢筋混凝土框架和一榀摩擦耗能支撑钢筋混凝土框架1／8比例模型的地震模拟振动台对比试验，研究三类不同型式框架结构在地震作用下的破坏形态和动力特性，揭示了摩擦耗能支撑钢筋混凝土框架结构良好的抗震性能，为此类新型结构的工程应用提供了试验依据。     

配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋抗震性能试验研究

为研究配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋的抗震性能,通过对一幢按1/4缩尺比例建造的配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋进行子结构拟动力地震反应试验,研究了在各种加速度峰值地震作用下,这种结构体系的动力反应、破坏机理和倒塌机制,分析了试验模型的水平承载能力和破坏形态。试验结果表明,随着输入地震波的加速度峰值的增大,这种结构体系的地震反应由弹性阶段过渡到塑性阶段,最后底部框剪层承载力下降而临近倒塌;结构薄弱层在底部框剪层,最终破坏形态为剪切型;框架托梁与上部配筋混凝土砌块砌体剪力墙组成整体性能较好的组合深梁。这种结构体系应用于7度抗震设防区,具有较好的抗震性能。     

砖混结构足尺模型的子结构拟动力试验

文章针对一个经过抗震设计的砖混结构,制作了一个单层单开间的足尺模型,应用子结构拟动力试验技术模拟一个单层十个开间的砖混结构在地震作用下的反应,研究该结构在地震作用下的位移反应、破坏过程与形态,并给出结构的位移时程曲线和滞回性能曲线。试验结果表明,经过抗震设计的砖混结构具有非常强的抗震性能,可以抵抗地震动峰值加速度为1600gal的地震作用,远远超过"大震不倒"的设防目标,可以为提高村镇房屋抗震能力提供参考。     

广州新电视塔结构模型振动台试验研究

广州新电视塔高610m,由1座高达450m的主塔和1个高160m的天线桅杆构成,采用椭圆形钢结构外筒和椭圆形混凝土核芯筒组成筒中筒结构。其外框筒为由斜向立柱、水平斜向环梁和斜撑组成的中部纤细、中轴线倾斜的复杂结构体系,在高度、形体上均具有创新和突破。对这种特殊的结构,现行规范没有明确、统一的抗震设防标准。为研究它在地震作用下的抗震性能,广州大学工程抗震研究中心进行了1∶50比例模型的模拟地震振动台试验,同时采用大型三维有限元程序对模型进行了时程分析。研究了结构的自振特性、阻尼比、地震反应特征、扭转作用、内外筒协同工作等问题,并对整体结构的破坏形态和破坏机理进行了探讨。试验和分析结果均表明,结构总体上满足初步设计的抗震设防目标要求。     

框支配筋砌块砌体剪力墙抗震性能试验研究

运用子结构方法对两榀框支配筋砌块砌体剪力墙结构(底部框架配筋砌块砌体剪力墙和底部框剪配筋砌块砌体剪力墙结构,均为14层)进行了1/4比例模型的多自由度子结构拟动力地震反应试验;研究了地震作用下该结构的动力反应和破坏机理;分析了试验模型的受力特点和破坏形态。试验结果表明:采用子结构技术对框支配筋砌块砌体剪力墙这类复杂高层结构进行拟动力试验是可行的;本试验能够合理体现结构在不同大小的地震中的反应情况;底部框剪-上部配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震性能远好于底部框架-上部配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震性能,并且符合我国规范多道抗震设防的设计思想;初始弹性侧移刚度比对框支配筋砌块砌体剪力墙结构的薄弱层位置、弹塑性变形性能和破坏形态的影响较大。     

半刚性连接组合梁框架足尺模型模拟地震振动台试验

为了研究半刚性连接组合梁框架在地震作用下动力特性以及破坏模式,为半刚性框架抗震设计及在地震区的使用提供依据,进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究。通过试验,分析了小震、中震和大震作用下半刚性连接组合梁框架结构的动力特性、位移反应、加速度反应、半刚性组合节点内力反应、结构破坏模式。研究结果表明:半刚性连接组合梁框架具有较好的抗震性能,在罕遇地震作用下(1.20g),整体结构仍然没有明显损坏,结构破坏形式为半刚性组合节点和柱脚处产生较大塑性变形,半刚性连接框架结构完全可以在高抗震设防烈度地区使用。对试验框架建立有限元分析模型,进行结构的非线性动力时程分析,计算结果与试验结果较为接近。     

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.     

楼板不规则开洞结构抗震性能研究

本文以一实际不规则结构为背景,对该原型结构进行抗震性能分析,并对其抗震设计提出相应的设计建议。通过振动台试验,研究原型结构在不同水准地震作用下动力特性的变化情况,考察原型结构在不同水准地震作用下的位移、加速度反应以及破坏形态、整体结构的扭转反应和薄弱环节等,同时对其破坏机理进行研究。结果表明:模型结构个别楼层平均位移比超过规范限值,说明结构存在扭转不规则超限,但超限程度较低,建议适当采取措施,以提高整体抗扭刚度。     

广州琶洲PZB1301项目振动台试验研究

广州市琶州PZB1301项目为超限高层建筑,平面及竖向均极不规则,结构体系复杂。为了解其结构抗震性能,采用1∶30缩尺试验模型,进行振动台试验。具体研究了结构的动力特性和在经受多遇、设防、罕遇不同水准地震作用下加速度、位移及应变等动力响应,以及模型的受力特点及破坏形态、过程;找出存在的薄弱部位;对结构设计提出改进意见。试验结果表明,该结构设计能达到预期的抗震性能目标。     

大底盘双塔楼连体结构抗震试验研究

通过对大底盘双塔楼、连体和带转换层高层建筑结构的1/20整体模型模拟振动台试验,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在设防烈度为7度多遇、基本、罕遇和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。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,并与结构计算分析结果进行了比较,揭示了地震作用下该结构的受力性能和特点。     

足尺木结构房屋振动台试验及数值模拟研究

为进一步了解木结构房屋的动力特性和抗震性能,对一个单层、足尺的木结构房屋进行多种工况的振动台试验研究和分析。试验中考虑传统木结构房屋的建造方式和构造特点,变化结构的平面布置和连接方式,分别研究它们在不同地震和烈度下的动力反应和抗震性能,以及结构的破坏形式和破坏机理。还结合有限元方法,对木结构房屋的动力计算方法进行研究和数值模拟,并与试验结果进行对比。研究成果对于了解传统木结构体系的动力特性与抗震性能具有重要的意义,为该结构体系的设计、加固与修缮提供相关依据和参考。     

框架-剪力墙组合结构的拟动力试验研究

楼板平面内刚度对整体结构抗震性能有着重要影响,为研究带现浇混凝土楼板的框架-剪力墙组合结构体系的抗震性能,对一个3层2跨缩尺比例为1/4的框架-剪力墙组合结构进行了等效单自由度拟动力试验研究,观察该结构在地震作用下的动力反应,着重分析该框架-剪力墙组合结构在拟动力荷载情况下的破坏机制、耗能性能及变形恢复能力,从而掌握该框架-剪力墙组合结构的动力性能,为完善组合结构设计理论提供可靠的试验依据。结果表明,带现浇混凝土楼板的刚性可以保证结构的空间整体性和水平力的有效传递,该组合结构体系具有良好的抗震性能,满足抗震设防烈度为7度的抗震要求。     

简支梁桥中高延性混凝土挡块的研究与探索

为了探讨高延性混凝土防震挡块在地震作用下防止桥梁上部结构在地震作用下产生落梁破坏的耗能性能,以3孔20 m结构连续混凝土预应力T型梁为研究对象,建立该桥的防震挡块的非线性动力计算模型,研究在地震动加速度为0.2 g,地震基本烈度Ⅷ度的地震作用下高延性混凝土防震挡块的耗能性能。研究表明：高延性混凝土防震挡块能提高T型混凝土桥防震挡块结构的抗裂性能和变形耗能性能;高延性混凝土防震挡块相比于普通混凝土防震挡块,其出色的形变耗能能力能有效减小防震挡块在冲击力作用下的开裂状况,减小桥梁上部结构传输给下部结构的动力响应,有效减轻桥梁梁体在地震作用下的落梁破坏,综合比较可知,高延性混凝土防震效果更好。     

西安钟楼木结构模型振动台试验研究

以西安钟楼为研究对象,对其缩尺比例为1∶6的简化模型结构进行了地震模拟振动台试验,得到了模型结构在不同地震波、不同峰值加速度下的加速度响应、位移响应和破坏形态。通过分析各层测点在白噪声激励下的频率响应函数,得到了结构动力特性及其变化规律。基于试验结构模型的动力响应得到了结构剪力分布特征。试验结果表明:模型在经历了强烈地震作用后,破坏主要集中在斗栱和榫卯节点处,梁柱等主要构件未见明显损伤,具有良好的抗震性能;与钢筋混凝土结构和钢结构相比,模型结构的自振频率小、阻尼比大,模型结构震后的1阶频率下降了21%,1阶阻尼比增加了62%;模型各层的动力放大系数基本都小于1,模型具有良好的减震作用;模型的最大层间位移角发生在斗栱层,最大值为1/22,具有良好的变形性能;因为结构的质量和刚度沿高度分布不均匀,层间最大剪力在2层突然减小;在整个试验过程中,结构未发生扭转,有利于结构的抗震。     

路基动力响应与动力破坏的大型振动台模型试验研究

 针对填方路基在强地震动作用下的动力响应和损伤破坏过程,设计并完成1∶20比尺的填方路基大型振动台模型试验。模型的尺寸为1.93 m×3.0 m×1.4 m(高×长×厚),采用土体材料制备,通过逐级加载的方式,在振动台上对填方路基进行模型试验。在不同类型、幅值、频率的地震波和白噪声激励下,对模型路基的动力响应、抗震薄弱部位、破坏过程以及地震动参数对动力响应的影响进行研究,分析路基及支挡结构的加速度和位移的变化规律。试验结果表明,在水平地震作用下,模型路基对输入地震波具有明显的放大作用,挡土墙顶部及路肩为加速度峰值最大的区域,是抗震薄弱的部位,整个模型路基首先在该位置出现裂缝;在不同的地震波作用下,路基坡面加速度峰值放大系数随着输入地震动幅值的增加呈现递减趋势,路基对输入波低频部分存在放大作用,对高频部分存在滤波作用;在逐渐加载的地震波作用下,模型路基逐渐出现多处开裂。试验结果可呈现填方路基在强烈地震作用下的损伤破坏过程及破坏形态,有助于揭示地震作用下路基结构的破坏机制,为路基的抗震设防提供相应的参考。