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。     

底部框剪砌体房屋抗震性能的试验研究

对底部两层框架—砖抗震墙、上部三层砖房 ,底层框架—砖抗震墙、上部四层砖房及底部两层框架—混凝土抗震墙、上部五层砖房 (三榀 ) 1 6比例模型进行了模拟地震振动台试验 ;分析了结构在水平地震作用下的力学性能 ,包括受力特点、变形特征、破坏形态等 ,以及结构在不同受力阶段的动力特性变化规律、地震反应分布规律 ,结构的抗震能力、薄弱层和薄弱部位 ;提出了结构弹塑性动力分析的力学模型和方法 ,尤其框剪层和砖砌体层的恢复力特性计算模型及其特征点的计算公式 ;最后对三种房屋的模型和原型结构进行了弹塑性地震反应分析 ,并在与试验结果对比的基础上 ,提出了抗震设计建议 ,为底部框剪上部砌体房屋的抗震设计与动力分析提供了依据与方法。     

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。     

底部框架砖房试验研究及理论分析

通过底部1层框架上部4层砖房、底部2层框架上部3层砖房1/6比例模型的振动台试验,分析了这种结构的动力特性、地震反应和抗震机理。试验结果表明,底部1层框架砖房模型变形集中发生在第1层,而底部2层框架砖房模型的变形集中发生在第2层,但2个模型的最终破坏都受控于过渡层墙体的破坏。采用三线性考虑刚度退化恢复力模型对模型进行了时程分析,计算结果与试验结果基本吻合,验证了所选模型的正确性。由于配重不足等原因,使原型与模型在受力性能方面有所差异。为考察原型结构的抗震性能,对2个原型结构进行了时程分析,并对他们的抗震性能进行了比较,得出了底部2层框架砖房的抗震性能要优于底部1层框架砖房的结论。     

持续强震作用下RC框架结构振动台试验研究

持续强震作用对结构破坏作用较强,是造成2008年汶川地震中大量房屋结构破坏的主要原因之一。为研究房屋结构在持续强震作用下的结构反应特征,设计和制作了12层RC框架结构模型,并对其开展了三次模拟地震振动台试验,研究结果表明：结构在相同地震波持续强震作用下,对这种激励波的反应强度逐渐降低,并趋于稳定;当采用其他地震波对模型结构进行激励时,结构对不同地震波的反应明显增大,结构地震反应剧烈并增长迅速。根据试验研究结果,提出结构抗震稳健性的概念,对结构抗震稳健性的机理进行了探讨,并提出了结构抗震稳健性概念性计算方法,建议加强结构的抗震稳健性研究,以提高房屋结构在持续强震作用下的安全性。     

两层钢框架结构拟动力地震反应试验研究

通过对两层钢框架模型的拟动力地震反应试验,研究这类结构体系在地震荷载作用下的动力反应和受力性能。试验表明,钢框架结构具有良好的抗震能力。     

密肋壁板结构十二层1/3比例房屋模型抗震性能试验研究

进行了12层1/3比例密肋壁板结构房屋模型的拟动力和伪静力试验.通过锤击试验和层间刚度测试,得到了结构的变形特征及其动力特性.分析了模型房屋在地震作用下裂缝发展规律、破坏机制,以及结构的抗震承载力、延性及耗能能力.试验研究表明密肋壁板结构受力合理,具有多道抗震防线,是一种理想的抗震结构体系.     

适量注芯混凝土砌块结构模型振动台试验研究

通过对6层适量注芯混凝土小型空心砌块配筋砌体结构模型进行地震模拟振动台试验,分析结构体系的结构动力特性、加速度放大反应、最大层间位移角等,研究其在抗震设防烈度为7度构造措施条件下的结构抗震性能、屈服机制。试验结果表明：配筋砌体模型结构在地震作用下的整体变形仍以剪切变形为主;在输入不同地震波、不同峰值加速度时,结构横向所能承受的输入峰值加速度的平均值比纵向要高,横向变形大于纵向变形,说明结构纵向抗震能力要强于横向;圈梁、构造柱以及水平拉结筋构成的约束体系作用明显,结构在基本烈度地震作用下抗破坏能力较强,能够满足抗震规范规定的在7度区“大震不倒”的要求;结构在罕遇地震作用下也具有相当的抗震能力。     

北京机场新塔台结构振动台试验研究

对首都机场新塔台钢筋混凝土筒 -钢框架组合结构缩尺模型进行了模拟地震振动台试验研究 ,分析了高耸塔台结构的地震反应和破坏特征 ,并对这种下部为混凝土筒体 ,上部为钢框架结构的锚固连接及钢框架结构层间位移控制进行了探讨 ,为提出这类钢 -混凝土组合结构体系抗震计算模型和设计理论提供了试验依据。     

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。     

地震中受损钢筋混凝土建筑弹塑性时程分析与振动台试验研究

对1985年墨西哥城大地震中受损的一幢10层钢筋混凝土框架-剪力墙结构楼房建立起空间三维杆系分析模型,并在弹塑性滞回模型中考虑了钢筋混凝土构件的退化特性,输入结构原型附近场地实际加速度记录进行三维时程分析,通过与1/10比例钢筋混凝土整体模型的三维振动台试验数据进行对比,验证了采用的弹塑性时程分析工具和振动台试验技术的有效性,讨论了其中需要进一步研究解决的问题。     

建筑结构的地震模拟试验研究

利用小比例尺模型的振动台试验定量估计建筑结构的地震反应和抗震性能,是我国抗震试验研究的新动态。本文就动力相似律在小比例模型试验中的应用作了分析,着重探讨了结构非线弹性反应的模拟问题,其内容包括:模型设计的一致相似律,忽略重力模型和欠人工质量模型在非弹性阶段的试验误差,以及在不同变形条件下考虑材料非线性的相似律确定等问题。     

钢框架结构软钢阻尼器振动控制的试验及理论研究

本文通过试验研究和理论分析探讨极低屈服点软钢阻尼器的减震效果。对建造在野外的三层钢框架结构输入该结构在历年地震观测中采集到的地震波记录进行了拟动力试验。本次拟动力试验选用了4条地震波记录,各分为有阻尼器和无阻尼器的两种情况共计进行了8次试验。试验结果表明软钢阻尼器具有明显的减震效果。并采用能够同时考虑应变硬化和刚度退化现象的SkeletonShift模型模拟阻尼器的恢复力特性,对该结构进行了弹塑性地震反应分析。地震观测、拟动力试验以及计算机分析结果所表现出的各地震反应具有较好的一致性,说明拟动力试验技术应用于模拟结构的地震反应,可得到令人满意的结果。     

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。     

强震作用下钢材等效本构模型应用研究

为研究考虑损伤退化的钢材等效本构模型在整体框架中的应用及其用于强震作用下钢框架结构弹塑性时程分析的可行性,选取已有典型钢框架静力及动力试验,对其分别采用等效本构模型和传统的两折线模型进行计算,并与试验结果进行对比分析,验证等效本构模型的可靠性和对计算精度的提高作用。在此基础上,将等效本构模型应用于10层钢框架结构抗震性能分析中,采用增量动力分析法,研究损伤累积退化对多高层钢框架结构强震作用下动力响应的影响,并与不考虑损伤退化的模型计算结果进行对比分析。分析结果表明：累积损伤退化的发生会加剧结构的动力响应,若不考虑此影响,会低估结构变形,导致结构存在一定的安全隐患。采用等效本构模型的增量动力分析能够较为合理地反映结构在强震作用下的承载性能退化现象,但不同地震波作用下的计算结果差异较大。     

多层内框架房屋抗震加固的试验研究与设计计算方法的探讨

通过对加固的多层砖墙和加固的多层内框架在周期反复水平力作用下结构抗震性能的试验研究,得到了两类加固构件在地震力作用下的层间变形特征与恢复力模型, 利用爆炸地震波试验场,进行了加固与未加固的两幢三层内框架房屋的结构动力反应与地震破坏试验。确定了多层内框架房屋的震害机理与结构动力计算模型。使用多自由度体系非弹性地震反应计算程序计算并验证了房屋的动力试验结果。 利用已确定的结构动力计算模型验算了海城地震中一幢典型的多层内框架房屋的地震破坏过程,计算所得结果与实际震害相符。 在参阅国内有关科研成果和利用上述试验研究结果的基础上,提出了多层内框架房屋抗震加固设计计算方法。     

多层框架结构竖向地震作用下的时程分析

采用了考虑结点转动的串并联多质点系模型,并对在该模型下建立的动力矩阵采用静力凝聚法,消去竖向位移和转角位移之间的耦联关系,从而使动力矩阵的维数得到降低,进而使框架结构的抗震计算工作量大大减少.通过具体算例分析,得出了多层框架结构在竖向地震作用下的一些动力反应特点.     

用计算机—试验机联机系统进行结构拟动力试验的方法

用计算机-试验机联机系统进行结构拟动力试验的方法是七十年代末出现的新型试验方法,它能较真实地反映地震过程中结构的性能,又能适用于大尺寸模型以至足尺建筑物,因而受到重视。由于这种试验要求较复杂的试验系统和试验控制程序,所以目前国外也只有为数不多的研究单位应用过。本文叙述了拟动力试验的基本原理与试验方法,并介绍了中国建筑科学研究院结构所的联机系统和有关试验控制程序中的动力分析部分。     

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。     

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。