新型装配式轻钢混合结构振动台试验研究

对新型装配式轻钢混合结构在振动台上进行了地震模拟试验。试验模型底层为钢框架、第2层为冷弯薄壁混合结构的1∶1足尺模型。输入两条天然地震波、一条人工波对模型分别进行了X、Y单向地震波加载测试,加载后结构整体完好、能够较好地复位,构件未出现局部屈曲、破坏等不良现象。试验得到结构在地震作用下的加速度、位移及应变响应,分析了结构动力特性、层间位移角。结果表明:该结构有良好的抗震性能,能够满足高烈度地区抗震设防要求。     

新型轻钢结构振动台试验研究

主要对新型钢框架结构模型进行了地震模拟振动台试验研究。模型以方钢管作为模型框架结构的梁柱,楼板采用新型轻钢楼板,整体结构模型为1:3缩尺模型,通过测试该种结构体系在地震作用下的动力反应,综合评价了该结构的抗震性能,并对结构的设计提出了相应的建议。试验结果表明该种结构抗震性能优良,适合在住宅建筑中推广。     

轻钢框架-支撑结构振动台试验研究及有限元分析

本文对轻型钢框架-支撑结构模型进行地震模拟振动台试验,并运用SAP2000软件进行数值模拟分析。模型结构为1∶3缩尺模型,分别在Taft波、Kobe波、人工波3种地震波作用下进行振动台试验,得到结构的加速度反应值,同时在同样的工况作用下做时程分析,得到结构的加速度反应值和位移反应值。将试验值和模拟值相互对比分析,找出结构的薄弱部位,研究该结构体系的抗震性能和破坏机理,完善轻钢框架-支撑结构体系的抗震设计。     

轻钢结构住宅地震模拟振动台试验研究

主要对轻型钢框架-支撑结构住宅模型进行了地震模拟振动台试验研究.模型结构以轻质方钢管作为模型框架结构的梁柱,以角钢作为框间支撑,楼板采用轻质兼强板,整体结构模型为1∶3缩尺模型,通过测试该种结构体系的动力特性,了解和研究结构或构件的抗震性能和破坏机理,推动我国轻钢结构住宅的的发展和应用.试验结果表明该种结构具有足够的抗侧力能力,满足规范要求,抗震性能良好.     

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。     

配筋砌体单层房屋模型振动台试验研究

配筋砌体以其受力性能好,施工便捷,节省建筑材料,在防止房屋开裂方面有显著效果等诸多优点而正在逐步成为我国小高层住宅房屋的主导型新型墙体材料之一。通过一个混凝土小型空心砌块配筋砌体单层房屋模型的振动台试验,探讨了配筋砌体房屋的动力性能、墙体内钢筋的应变变化、配筋剪力墙和非配筋隔墙的相互作用以及在试验过程中模型房屋的刚度、阻尼的变化等,考察了配筋砌体模型房屋的受力情况和破坏过程。试验表明配筋砌体房屋有良好的抗震性能。     

全装配式RC楼盖建筑结构振动台试验研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)建筑结构动力特性与地震响应,设计制作了采用DCPCD的4层2开间单跨框架-剪力墙结构1/4缩尺模型,并通过不同水准地震作用下的振动台试验,研究了结构的破坏形态、加速度与位移响应、楼盖平面内变形规律与楼盖平面内刚性特征等。结果表明：在加载过程中,全装配式RC楼盖表现出良好的工作性能,能较好地协同各榀抗侧力结构共同受力;结构整体呈现出典型的框架-剪力墙结构的出铰顺序和破坏形态;结构的自振频率随地震水准峰值加速度的增大而减小,阻尼比随地震水准峰值加速度的增大而增大;在弹性阶段结构一阶振型以整体侧移为主,伴随着一定的楼盖平面内变形;随着地震水准峰值加速度的增大,在加载后期楼盖的平面内变形愈加明显,且结构出现了一定的扭转反应,结构累积损伤已较为严重,各抗侧力构件水平振动同步性逐步降低;模型结构中的DCPCD存在不满足国内外标准中刚性楼盖界定的现象,建议应用中考虑楼盖的平面内变形对结构动力特性与地震响应的影响。     

竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙结构振动台试验研究

为研究竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙结构抗震性能,设计了1个缩尺比为1/2的四层模型结构,并对其开展振动台试验。试验中考虑了7度多遇至9度罕遇等地震烈度(0.035g~0.62g),并进行了峰值加速度0.80g的El Centro波破坏加载。研究结果表明：在7度罕遇地震作用下,模型结构处于弹性状态,最大层间位移角仅1/991;模型结构进入塑性阶段后(8度罕遇和9度罕遇地震作用),现浇边缘构件产生水平裂缝并跨越竖向拼缝向预制墙体发展,模型结构频率和阻尼比大幅变化,最大层间位移角为1/125;在峰值加速度0.80g的El Centro波作用下,模型结构发生典型的压弯破坏,一层现浇边缘构件混凝土局部压坏,钢筋压曲,但未发生整体破坏或倒塌;模型结构的1阶频率和阻尼比分别降低58.3%和增大163.2%,层间位移角达1/87;该剪力墙结构整体变形呈弯曲型,其现浇边缘构件和预制墙体具有良好的协同工作能力,抗震性能良好。     

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。     

夹心保温砌体房屋振动台试验研究

黏土砖是我国北方地区广泛使用的主要建筑材料。通过水平灰缝和竖向灰缝连接成整体砖墙,承受竖向荷载和水平荷载。传统的砌体墙热工性能差,在我国最寒冷的地区其厚度可达半米,过大的厚度,一方面使建筑自重过大,抗震能力较差,另一方面也占用较大的居住面积。为解决这一矛盾,文中研究的夹心保温砌体砖墙黏土夹层砖墙是通过在钢筋网连接的两层较薄的砖墙之间插入隔热层,形成夹心保温砌体房屋。为研究其抗震性能,对一个1/2比例的4层黏土夹层砖墙结构进行不同地震烈度下的振动台试验,对其抗震性能进行试验评估,包括动力特性和响应、破坏模式、荷载和变形能力以及损伤演化等。试验结果表明：由于水平拉结钢筋网和构造柱的约束,外墙、保温层和内墙能较好地协同工作;黏土夹芯砖墙结构能满足我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)规定的7度抗震设防的要求。     

超高层钢管混凝土重力柱-混凝土核心筒结构振动台试验研究

提出一种新型的钢管混凝土重力柱-核心筒结构体系,通过地震模拟振动台试验验证其抗震性能。以实际超高层钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒建筑结构为参考,将钢框架梁与柱或核心筒的刚性节点改为螺栓连接的铰接节点,简化结构并制作1/40的缩尺结构模型,采用4条地震动记录进行不同工况的振动台试验,分析结构的震损特点、动力特性、侧向位移、层间位移角、扭转角、地震惯性力、楼层剪力和倾覆弯矩等。结果表明：震损主要出现在下部楼层的混凝土楼板与柱连接、楼板与核心筒连接、楼板与钢梁连接、核心筒角部等部位;基本自振周期和阻尼比随震损增加而增大,动力放大效应减小,长周期地震动反应显著,侧向变形和层间位移显著增大;外排架柱的层间位移主要为不产生内力的刚体转动,核心筒层间位移角达1/26,超过规范JGJ 3—2010中规定的框架-核心筒结构体系不倒塌限值的3.85倍而未出现倒塌;外排架抗扭刚度小,结构扭转反应由核心筒主导;地震惯性力和楼层剪力受地震长周期分量的影响小,随结构损伤增大楼层内力增加幅度减小。     

双塔连体结构的模拟地震振动台模型试验研究

双塔连体结构是在两塔楼上部设置连体而形成的一种复杂的高层建筑结构形式,在我国实际工程中的应用越来越多,但目前对此类结构的抗震性能研究还不够全面和深入。针对一双塔连体高层建筑,进行了模拟地震振动台模型试验,并利用大型通用有限元分析软件ANSYS进行了结构动力特性和动力反应分析。结果表明,连体刚性连接节点及墙体采取的内设型钢的加强措施可以满足结构抗震要求;连体结构的连体部分对竖向振动效应的放大十分明显;应进一步加强连体桁架构件的整体和局部稳定性;开有较大洞口的楼层应采取改善延性的措施。     

大跨异形钢连廊连体结构振动台试验研究

为研究高烈度区大跨异形钢连廊连体结构的抗震性能,开展1/30缩尺模型的模拟地震振动台试验。通过33个工况,分析连体结构的破坏特征、动力特性、加速度、位移和应变响应。结果表明：8度多遇和设防地震作用下,连体结构未发生破坏,自振频率无明显改变,基本为弹性状态;随着地震动强度的增大,连体结构的损伤逐渐累积,自振频率逐渐下降,主楼和附楼I的加速度放大系数逐渐减小,钢连廊与附楼I连接处发生微小裂缝,钢连廊跨中的竖向加速度放大系数先减小后增大,同时钢连廊对竖向振动放大效应明显,且带有明显的扭转反应;8度罕遇地震作用下,主楼和附楼I的剪力墙、框架柱出现裂缝,钢连廊与附楼I连接处的破坏加剧,其竖向自振频率下降了3.37%。连体结构的薄弱处位于钢连廊与附楼I的连接处,该处发生局部锚固破坏。连体结构的层间位移角未超过抗震规范的限值,满足“小震不坏”和“大震不倒”的抗震设防要求。     

大跨隔震结构竖向地震响应的振动台试验研究

为研究大跨隔震结构竖向地震响应,首先对一大跨网架隔震结构1∶20的缩尺模型进行了振动台试验,对比研究隔震前后模型的动力特性及其在双向和三向地震动输入下的加速度及位移等动力反应,进而对大跨隔震结构的网架和一般楼层(首层和转换层)的竖向减震效果进行了分析。结果表明大跨隔震结构的网架在双向地震和三向地震输入下都具有非常明显的水平减震效果,且减震率大于一般楼层;大跨隔震结构的一般楼层基本没有竖向减震效果,而在输入地震强度比较小的情况下网架竖向加速度基本没有减小,甚至稍有放大,但随着输入地震强度的增加,网架的竖向加速度减震率逐渐提高;对于网架的竖向位移响应,基础隔震模型在罕遇地震下有较明显的减震效果。最后建立了相应大跨隔震结构与非隔震结构的有限元分析模型,并对隔震支座进行参数优化,结果表明屈重比取4%～6%时,大跨网架隔震结构具有较小的基底剪力。     

Shaking table test and seismic behavior of Ningbo Hengda Tower

A super tall building named Ningbo Hengda Tower is located in Ningbo City, China. It has 91 stories with a total height of 450 m. The structure system of the building consists of three parts, that is, the reinforced concrete core, the outer frame system, and the outrigger trusses connecting the core wall and outer frame. The unique outer frame system is spindle shaped with oblique columns. The outrigger trusses are located at three different levels above the ground, thus strengthening the building and creating irregularities in the stiffness of the structure along the building height. Great challenges are existed in seismic design and analysis of the building. Shaking table test was carried out for a 1/40 scaled model of the building under a series of different base excitations with increasing amplitudes. The dynamic properties, seismic responses, and failure mechanism of the structure are investigated. Test results show that the structure behaved well under designed level earthquakes. The weak points of the structure are identified based on visible damage of the tested model, and some suggestions are made for the improvement of the seismic behavior of the building. It is suggested that measures be taken to improve the ductility of the building from floor 71 to floor 79 and the adjacent floors.     

穿斗式木构架结构与轻型木结构抗震性能振动台试验研究

通过1∶2比例穿斗式木构架结构和轻型木结构模型的振动台试验,对这两种结构的抗震性能进行了研究。结果表明：穿斗式木构架在峰值加速度在0~0.5g的地震激励下,柱顶水平加速度反应会减小,动力放大系数在0.46~0.57之间,柱顶位移会增大,在输入峰值加速度大于0.4g后,柱与础石之间会产生较大的滑移,卯榫节点也会产生较大变形,从而耗散大量的地震能量,使得该结构具有明显的减震效果;轻型木结构模型则在峰值加速度大于0.4g地震激励下,柱顶加速度动力放大系数大于1,且轻型木结构模型在峰值加速度0.5g地震激励下,仍处于弹性状态。     

装配整体式剪力墙模型结构振动台试验研究

为了研究装配整体式剪力墙结构的抗震性能,设计并制作了1个12层1/5装配整体式剪力墙模型结构,选用3条地震波,通过振动台试验,研究了装配整体式剪力墙模型结构的动力特性、加速度放大系数、楼层剪力和位移及最大层间位移角等动力响应,并记录了裂缝形态。试验分析表明：模型结构的自振频率在完成第一阶段水准地震波输入后下降约20%;随峰值加速度增大,模型结构自振频率减小,加速度放大系数逐渐降低,楼层剪力逐渐增大;在塑性阶段,预制墙板顶部或底部与现浇楼板连接部位出现多条水平裂缝,且沿模型高度分布较为均匀,模型结构的非线性变形明显,层间位移角显著增大,自振频率显著降低;采用层间位移角对其进行抗震性能评价,在8度抗震设防时该结构具有良好的抗震性能,但应加强预制墙板与楼板的连接,增强其整体性,避免楼层通缝的出现。     

超高层钢骨混凝土结构设计及试验研究

介绍了超高层钢骨混凝土结构的设计和特点,制作了1∶20比例的模型,进行了振动台试验。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,随着地震作用的不断增强,结构的整体刚度不断递减,从而确定结构的薄弱部位,为超高层钢骨混凝土结构合理进行结构设计提出了参考建议。     

下沉式黄土窑洞结构模型振动台试验研究

以我国西北部黄土高原地区传统民居下沉式黄土窑洞为研究对象,对其缩尺比例为1:5的简化模型进行振动台试验,以研究结构的动力特性及地震响应,其中加速度相似比取2.5.通过试验得到了模型结构在不同工况下的加速度响应、位移响应和破坏形态,并分析白噪声激励下各测点的频响函数,获得各受力阶段模型结构的动力特性及其变化规律.结果表明...     

冷弯薄壁型钢三层房屋振动台试验研究

为考察低层冷弯薄壁型钢房屋的抗震性能,进行一个三层足尺模型的振动台试验,得到低层冷弯薄壁型钢房屋结构在水平地震作用下的动力特性、地震反应、破坏机理等,并对其抗震性能进行评估。结果表明:结构在振动过程中表现为局部破坏,墙体骨架基本完好;结构呈剪切型变形形式;9度抗震设防时,多遇地震下结构最大弹性层间位移角为1/934,罕遇地震下结构最大弹塑性层间位移角为1/52,满足抗震规范关于抗震变形验算的相关规定;该房屋体系抗侧力的关键在于墙板的蒙皮作用和抗拔件的抗倾覆作用,因此应保证接缝和边角处自攻螺钉的施工质量,抗拔件应采取有效的防松措施。对结构的抗震能力进行初步评估,表明该房屋在9度多遇地震下的墙体剪力均小于其抗剪承载能力,且具有较高的安全储备。