高耸塔台结构地震模拟振动台试验研究及有限元分析

对顶部两层钢框架的高耸筒体塔台结构在地震作用下的动力特性与反应,从模型振动台试验和有限元计算两方面进行了研究。对一个1∶30比例的机场控制塔台模型进行了振动台模拟地震试验,根据试验结果,通过相似关系得到原型结构在地震作用下的动力特性与反应。同时,应用结构有限元分析程序对模型及原型结构进行动力计算,并将两种结果进行比较分析。     

高耸型钢钢筋混凝土筒体结构设置调谐质量阻尼器的减震性能试验及数值研究

为评估设置调谐质量阻尼器对高耸型钢钢筋混凝土筒体结构的减震性能,本文以某高度168.9m、高径比13.4的实际高耸型钢钢筋混凝土筒体结构为对象,分别进行了试验及数值研究。设计制作了1:20的试验模型,分别对无控试验模型和有控试验模型进行三条地震波激励的振动台试验,对比分析了试件的加速度、层剪力、层位移地震响应及顶部位移和加速度时程反应。建立了和试验模型推算原型动力特性较为接近的有限元模型进行数值研究,对比分析了无控有限元模型和有控有限元模型的加速度、层剪力、层位移地震响应及顶部位移和加速度时程反应。试验及数值研究表明,设置调谐质量阻尼器可以有效减小高耸型钢钢筋混凝土筒体结构的地震响应。     

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。     

基于三维隔震的巨子结构多维地震反应分析

为解决高层结构三维隔震的难题,针对一种巨子结构和基于子结构三维隔震的巨子结构进行振动台试验和三维地震作用下的数值分析。首先介绍了巨子结构的原型结构、缩尺模型结构和振动台试验方案。随后进行了模型结构振动台试验,测量和分析了结构的地震响应,并与数值分析结果进行了对比。最后对原型结构进行了三维地震作用下的地震反应数值分析。试验及数值分析结果表明：在子框架底部设置三维隔震支座不同于基础隔震的形式和减震机理,但仍延长了整个结构的水平和竖向自振周期。数值分析结果与试验结果吻合较好,误差较小。隔震子框架对各类场地地震动作用下的主框架三维地震响应具有明显的调谐减震作用。三维隔震支座对各类场地地震动作用下的子框架三维地震响应具有显著的隔震作用。罕遇地震作用下的隔震层位移反应没有超过隔震缝宽,子框架不会与主框架发生碰撞。     

高位转换消能减震结构振动台试验研究

某超限高层建筑采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,存在高位转换层,其楼板平面开洞尺寸过大,造成楼板平面刚度不连续。弹性分析时,楼层竖向构件最大水平位移与楼层水平位移平均值之比为1.31,属结构扭转不规则,为此结构设计采用了软钢阻尼器来提供附加刚度及阻尼。为研究该高层建筑结构抗震性能,进行了1∶20缩尺模型的振动台试验,获得了模型结构的动力特性及在地震作用下的动力反应,分析了原型结构的地震反应。试验及分析结果表明,该结构满足现行建筑抗震设计规范的抗震设防要求;阻尼器减小了结构的扭转反应,对加速度反应起到了一定的减小作用;转换层上刚度变化较大,应逐步减缓刚度变化,改善相邻楼层的延性;出屋面层的鞭梢效应严重,应重视出屋面层的抗震设计。     

带转换层的错层高层结构振动台试验与计算对比分析

对带转换层的错层高层结构抗震性能进行了振动台试验研究和有限元计算分析,测试了模型结构的动力性能和结构地震反应。为对比错层结构和传统结构的抗震性能,采用三维SAP2000有限元程序建立并分析了该试验结构模型和对应的传统结构模型,两分析模型的结构参数和质量分布相同,仅楼板位置不同。对比分析的试验与计算内容包括:模型结构周期、振型、加速度反应、位移反应和层间位移角反应。分析结果表明,模型结构试验结果与计算结果沿高度分布规律基本一致;因地震波特性不同,错层结构与传统结构反应存在一定差别。     

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。     

弹塑性位移谱法与振动台试验比值的数值分布特征

本文将弹塑性位移谱法的计算结果与12层钢筋混凝土模型框架结构振动台试验作了比较。振动台输入峰值加速度依次为:0.090、0.2580、.388、0.517、0.646、0.775和0.904g。利用弹塑性位移谱法计算出各工况下模型框架的楼层位移和层间位移角需求及其与试验结果的比值,讨论了楼层位移比、层间位移角比随输入峰值的变化情况,以及楼层位移比、层间位移角比的数值分布特征。比较分析可知:弹塑性位移谱法的计算结果较为接近结构的真实地震反应,可在基于性能的抗震设计中应用。     

大型叠层剪切变形模型箱的研制

振动台模型试验是研究工程结构抗震的重要手段之一。在碎石桩复合地基抗液化特性振动台试验研究中，基于半无限自由场原型土层的地震反应分析，在比较了目前国内外研究岩土结构地震问题振动台试验常用的3种模型箱（刚性模型箱、圆筒型柔性模型箱和叠层剪切变形模型箱）各自优缺点的基础上，设计一个可以用于振动台试验的大型叠层剪切变形模型箱。该模型箱由方钢管焊接的矩形框架和层问滚珠轴承构成，可以很好地模拟原型土层在天然地震剪切波作用下的变形特性。试验结果表明，所设计的叠层剪切变形模型箱不仅为本次试验获得成功打下了坚实的基础，还可以应用于其他岩土地震问题的试验研究。     

组合隔震砌体“等代结构”模型试验方法初探

某六层砌体结构采用橡胶支座与叠层橡胶滑板支座并联组合作为隔震层.考虑到振动台的性能及砌体结构模型试验的特点,从某砌体结构中提取部分结构作为等代结构,满足原整体结构作用及效应相似的要求;然后对等代结构进行缩尺模型设计、制作与试验.试验分为隔震和非隔震两阶段,通过对比其动力反应,由模型试验结果分析原型结构的抗震性能,并将试验结果与数值模型分析结果进行了比较,表明该隔震结构试验较好地揭示了隔震结构的反应特点,采用“等代结构”进行模型振动台试验 是合理和有效的.     

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。     

南京站主站房地震模拟振动台试验研究

南京站主站房下部为混凝土结构,屋盖为斜拉钢结构。由于建筑造型的需要,结构复杂。对这种混合结构进行地震模拟振动台试验时,如何保证原结构与模型间的相似性是一个很重要的问题。本文较详细地介绍了此次地震模拟振动台试验的过程,包括模型材料的选择、模型的制作、地震波的选择、振动试验、结果分析等方面的内容,可为类似结构进行振动台试验提供参考。模型试验结果表明,在振动台模型中分别用砂浆和铜材模拟混凝土和钢材是完全可行的;对于屋盖为钢结构,下部为钢筋混凝土结构的混合结构,在地震作用下,下部钢筋混凝土更为不利;对于类似单向受力特性明显的结构,加强纵向联系是十分必要的。     

框架-嵌入式墙体结构抗震性能研究

为研究框架-嵌入式墙体结构抗震性能,根据原型结构特性与相似理论,设计并制作了相似比为1:3的钢筋混凝土框架-嵌入式墙体结构试验模型,并进行了地震模拟振动台试验,探究此类结构在不同强度、不同种类地震波作用下的动力特性、加速度反应和位移反应等。结果表明:在地震作用初始阶段,框架结构的变形使得墙板与主体框架连接更为紧密,嵌入式墙体的存在使得整体结构刚度增加,随着框架主体结构的损伤,刚度逐渐减小; 加载结束后,结构一层梁端及柱脚处裂缝较为密集,嵌入式墙板四角及插墙凹槽处混凝土出现不同程度的破坏,框架柱插墙凹槽处混凝土损坏较为严重,但墙柱之间仍保持可靠的连接,结构仍保持较好的整体性; 结构各层弹性、弹塑性层间位移角在规范限值以内,结构具有良好的抗震性能; 振动台试验过程中各块墙板间相对振动反应较为明显,在实际工程设计中应对墙角采取构造措施加固,在墙板顶端增设压梁,并在墙板与框架柱凹槽之间增设缓冲带。     

考虑三维地震动作用下振动台试验隔震层简化

基于等效原则、相似理论,考虑三维地震动作用下振动台试验中原型结构隔震层的简化,并对模型结构隔震层进行系统研究。针对不同高宽比隔震结构,提出完全等效简化方法和部分等效简化方法,包括隔震垫等效、模型支座参数及坐标确定、相似关系确定等。利用不同高宽比隔震结构振动台试验,结合有限元数值模拟,进行方法验证。理论推导与数值模拟证明简化方法具有良好的准确性,且在误差允许范围内,简化后的隔震层所获得的加速度、速度、位移等动力特性与简化前相同,可以用于振动台试验模型设计。     

高耸型钢钢筋混凝土筒体结构抗震性能振动台试验研究

为了研究高耸型钢钢筋混凝土结构抗震性能,以实际高宽比13.33的高耸型钢钢筋混凝土筒体结构为试验研究对象,提出了考虑重力完全相似模型设计方法及实现策略,设计并制作了 1∶20的试验模型,对其进行自由衰减试验及不同地震波激励下的振动台试验,获得了高耸型钢钢筋混凝土外筒体结构的阻尼比,研究了不同幅值不同地震波激励下其加速度...     

钢筋混凝土巨型框架结构及附单向TMD装置的减震结构振动台试验研究

为了研究钢筋混凝土巨型框架结构体系的抗震性能及其地震作用损伤机理,设计制作1/25的缩尺模型,并设计加工了一套调谐质量阻尼器（TMD）装置安装在模型结构顶部,进行振动台试验,得到结构的动力特性和位移响应,并对比分析了TMD的减震效果。结果表明：当在峰值加速度为0.140g的地震波作用后（相当于原型7度多遇地震）,模型结构处在弹性工作状态,在峰值加速度为0.400g的地震波作用后（相当于原型7度基本烈度）,模型结构出现轻微破坏,在峰值加速度为0.880g的地震波作用后（相当于原型7度罕遇地震）,模型结构出现中等破坏,该原型结构可以满足抗震设计的要求;TMD装置具有较好的减震效果。     

钢筋混凝土空心矩形桥墩振动台试验

通过地震模拟振动台试验研究了钢筋混凝土空心矩形桥墩的抗震性能,以某空心矩形桥墩为原型设计了2个具有不同配箍率的空心矩形桥墩模型试件,并对其进行地震模拟振动台试验,选取El Centro波、Taft波和人工兰州波作为地震动激励,分析了各工况荷载下桥墩顶部的加速度响应、动力放大系数和墩顶位移响应等参数;利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了桥墩有限元模型,将试验采集的加速度和位移响应同有限元计算结果进行对比分析。结果表明:2个模型试件均具有良好的抗震性能;不同地震波激励作用下,桥墩顶部加速度和位移响应不同;配箍率越高,墩身裂缝分布越密集,裂缝宽度越小;配箍率对加速度和速度响应无显著影响;验证了利用ABAQUS软件建立的有限元模型的可行性。     

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。