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。     

带叠层桁架转换层高层建筑结构整体模型振动台试验研究

上海裕年国际商务大厦为带巨型叠层桁架转换层的高层建筑结构,属于复杂高层建筑结构。预应力混凝土叠层转换桁架的跨度和其所承受的竖向荷载均很大,是整个结构设计和施工的技术关键。为了研究该结构的整体抗震性能,进行了一个1:25 缩尺模型的振动台试验,研究了模型结构的动力特性,以El Centro波、Pasadena波和Shw2002波为输入地震波,分别按设防烈度7度多遇、基本、罕遇、超罕遇以及8度罕遇、超罕遇地震作用进行试验,研究了模型结构在各阶段地震作用下的加速度、位移和应变反应,以及结构的破坏形式和破坏机理。试验结果表明,模型结构能满足7度抗震设防的“小震不坏”和“大震不倒”的设计要求,8度超罕遇地震作用下结构仍不倒塌,结构具有良好的抗震性能。在7度多遇、基本以及罕遇地震作用下,预应力混凝土叠层转换桁架基本处于弹性状态。图15表4参7     

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。     

大型火电厂钢结构主厂房铰接中心支撑框架体系的振动台试验研究

为获得铰接中心支撑框架结构体系的抗震性能,以位于抗震设防烈度8度区的某大型火电厂钢结构主厂房横向最不利一榀的煤仓间部分为原型,按1∶12缩尺比例设计制作了试验模型,并对其进行了14种地震工况下的模拟地震作用振动台试验。得到了模型结构的动力特性、阻尼比及其在8度多遇、基本和罕遇烈度下的加速度和位移响应等。结果表明:8度多遇地震作用前后结构第1阶频率为4.59Hz,8度罕遇地震作用后,第1阶频率减小为4.40Hz,但梁柱仍然完好,仅有个别支撑和节点板出现了微小的平面外变形。依据试验与有限元分析结果,推算出试验原型结构在三种地震(E l Centro、CholamShandon、人工地震)的多遇烈度以及人工地震的罕遇烈度下,层间位移角均满足我国现行抗震规范要求。该体系在高烈度区也可具有良好的抗震性能。     

无筋砌体结构多层住宅振动台试验与抗震性能评估

目前,我国城镇大量砌体结构老旧多层住宅面临抗震加固、功能提升等需求。为研究该类结构的抗震性能,进行一个5层无筋砌体结构模型的模拟地震振动台试验,测试分析了7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下的裂缝损伤发展状况以及楼层加速度、位移、自振频率、阻尼等变化规律。同时,进行非线性有限元分析,并用基于抗震鉴定标准、基于承载能力、基于位移和延性等不同方法,评估了试验模型对应原型结构的抗震性能。结果表明：试验模型纵向在7度多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下分别处于完好、轻微破坏和局部倒塌状态,不满足GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》中对7度区A类建筑的抗震性能目标要求;罕遇地震作用下无筋砌体结构多发生薄弱层屈服破坏,整体结构延性很差,保证抗震墙面积率或楼层屈服强度系数是实现无筋砌体结构在罕遇地震作用下抗震性能目标的主要技术措施;采用基于位移的抗震性能评估方法可以客观地反映无筋砌体结构抗震性能随高宽比增大而降低的规律。     

附加减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

为研究附加减震外挂墙板结构的抗震性能,设计并制作了一个1/2缩尺的单跨两层钢筋混凝土框架结构模型,并在结构的Y方向附加减震外挂墙板形成减震结构,X方向未布置墙板,形成作为对比的抗震结构。选取两条天然地震动,分别对结构Y方向和X方向施加单向地震动,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的振动台试验,对比研究了两种结构的动力特性和地震响应。试验结果表明：在设防地震和罕遇地震作用下,减震结构的损伤程度和地震响应均小于抗震结构,表现出良好的减震效果;两种结构损伤最大位置均出现在框架梁端和柱底,减震外挂墙板未改变主体结构的损伤模式;试验过程中,U形金属消能器能够产生预期的履带式滚动变形,且基本保持完好;罕遇地震作用下,外挂墙板仍保持完好,表明该结构体系可有效控制外挂墙板的损伤。     

箱板装配式钢结构住宅振动台模型试验研究

箱板装配式钢结构住宅是一种带竖肋围壁承力的新型钢结构建筑,其参照大型船舶的上层建筑结构形式,并采用模块化的建造思路实施。为确保结构在地震作用下的安全性,进行了一个1/10缩尺的11层箱板装配式住宅模型的振动台试验,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在8度多遇、8度设防、8度罕遇和9度罕遇地震作用下的加速度和位移反应等,研究了此种结构在强震作用下的地震反应和破坏特征,并对结构的抗震性能进行了深入探讨。     

半刚性框架-屈曲约束钢板剪力墙结构振动台试验研究

为研究半刚性框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,进行了1个缩尺比为1/3的单跨4层钢框架-屈曲约束钢板剪力墙的振动台试验。试验采用模拟地震动的方法,选取El Centro波、Taft波和一条人工合成波,分析在7度多遇至9度罕遇共计8个水平地震作用工况下结构的动力特性和动力响应。研究结果表明：在多遇地震作用下,结构无明显塑性变形;罕遇地震作用时,1、3层墙板大部分区格形成拉力带。随着地震激励的增大,结构刚度逐渐退化,9度罕遇地震输入后结构抗侧刚度最大降幅仅为12%;屈曲约束钢板墙作为第一道抗震设防防线,率先进入弹塑性工作阶段,吸收耗散地震能量,避免框架发生破坏;在多遇及罕遇地震作用下结构的层间位移角分别为1/476和1/68,均满足我国现行抗震规范对层间位移角限值的规定。结构整体表现出优异的抗震性能,满足我国“两阶段,三水准”抗震设防要求。     

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。     

基于损伤的多层冷弯薄壁型钢结构房屋抗震性能及设计方法

低层冷弯薄壁型钢结构房屋抗震性能良好，但当结构体系由低层转向多层房屋时，其抗震性能不明确。此外，地震作用随着建筑高度的增加而增大，因此需要有明确抗震设计方法以保证多层冷弯薄壁型钢结构安全。结合开展的双层组合墙体及组合墙体-楼板节点试验，借助已有足尺房屋振动台试验结果，确定结构表征损伤参数，建立损伤判定准则。并且，采用等代拉杆法建立结构简化力学分析模型，通过SAP 2000对4～6层结构进行抗震性能分析，得到其在不同罕遇地震作用下结构损伤指数、层间位移角等。之后，借助损伤判定准则，依据“三水准”抗震设防要求，调整恢复力骨架曲线特征值，完成结构抗震设计。主要结论为：1)7度及8度罕遇地震作用下结构发生“中等破坏”,顶层位移角满足限值；9度罕遇地震作用下，层间位移角超过“严重破坏”限值，须进行层间加强，以满足“大震不倒”的设防要求。2)通过增设桁架加强部件能提高结构抗震能力，满足结构抗震设防要求。