底层框架多层砖房模型振动台试验研究

底层框架多层砖房模型振动台试验研究刘航蓝宗建梁书亭温峰刘瑷琏孟昭沛（东南大学土木工程系，南京２１００１８）（南京市建筑设计研究院，南京２１０００５）底层框架多层砖房抗震性能较差，这主要是由于其底层抗侧刚度相对于二层发生突变，在强烈地震作用下，底层易...     

大比例缩尺模型振动台试验及有限元分析

为研究复杂结构的抗震性能,进行了一幢钢框架-支撑结构体系1/20缩尺模型的地震振动台试验,试验测试了模型结构的动力性能和结构地震反应.同时,利用ANSYS软件建立了有限元分析模型,并对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,就模型的频率、位移反应和应变反应进行了对比,计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性.     

钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构振动台试验

通过12层1/7缩尺模型的模拟地震振动台试验,研究了钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构体系的动力特性、地震反应及破坏形式.试验结果表明,该结构体系层间位移角能满足《规范》要求、抗震性能良好,适于在小高层住宅中采用.     

异形柱框架-抗震墙结构振动台试验与理论分析

通过12层钢筋混凝土异形柱框架-抗震墙结构模型的模拟地震振动台试验及弹塑性理论分析,研究了该结构体系的动力特性、不同烈度地震作用下的反应及破坏形式.结果表明该结构体系拥有优越的建筑功能,在地震作用下呈弯剪型变形特征,传力明确,受力合理,具有良好的抗震性能和较强的抵御罕遇地震的能力,满足了小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求,适于在中高层住宅中应用.     

短肢剪力墙筒体结构模型振动台试验研究

显研究短肢剪力墙－筒体结构体系的抗震性能,采用数种地震波形,对一栋采用这种结构体系的30层高楼模型（缩比为1／20）进行了模拟多种烈度地震振动台试验。试验数据经处理后,获得了加速度、动力放大系数、位移以及不同烈度地震作用下结构振型的变化。试验结果表明,该体系不仅使用性能好,而且具有良好的抗震性能,是一种很值得在7度地震区、20－30层高层住宅建设中推广采用的结构体系,同时中对该体系的设计方法提出了进一步改进的建议。     

现浇再生混凝土框架模型结构地震损伤评估

基于完成的6层现浇再生混凝土(RAC)空间框架结构模型模拟地震试验,提出了再生混凝土框架结构地震破坏等级7级划分标准,明确了基于结构极限状态的抗震性能水平.采用变形和能量线性组合的双重破坏准则对再生混凝土框架结构进行抗震能力评估.结果表明:基于变形和能量线性组合的双参数地震损伤模型,能够很好地评估地震作用下再生混凝土框架结构的损伤发展过程,为基于性能的再生混凝土框架结构抗震优化设计提供了依据.     

某钢管混凝土框架-核心筒结构振动台模型试验

某钢管混凝土框架-核心筒结构高264 m,抗侧力体系由钢管混凝土外框架、钢板混凝土组合剪力墙和伸臂桁架3个部分组成.为了解此类结构在地震作用下的受力性能和反应特点,对该结构进行了1/30缩尺模型模拟地震振动台试验.通过分析模型结构在8度多遇、基本、罕遇地震和9度罕遇地震作用下的动力特性,对模型结构和原型结构的破坏模式、层间位移、楼层剪力等动力反应进行研究.结合大型通用有限元分析软件ETABS和ANSYS的分析结果,对原型结构的抗震设计提出了改进建议.研究结果表明:原型结构能够满足我国现行规范“小震不坏、大震不倒”的抗震设防标准,即使在9度罕遇特大地震作用下,仍然表现出优良的抗震性能.     

附加TL-PD的钢框架振动台试验及简化分析

为考察分析TL-PD在地震作用下的减震性能,并比较其与TLD和PD控制效果,将阻尼器安装在5层钢框架顶部,分别对有控和无控结构进行3条天然地震波作用下的振动台试验.试验结果表明:TL-PD具有良好的振动控制效果,对各楼层均有一定的减震作用,位移均方根减震效果最优达到63.2%,加速度均方根控制最优达到51.0%.TL-PD改善了TLD对激励敏感的特点,鲁棒性较好,但减震效果在一定程度上还受输入激励特性的影响.提出的TL-PD相对单纯PD装置对颗粒摩擦碰撞有一定的降噪作用.通过理论分析,基于经验模型,提出了TL-PD简化数值模型,可用于TL-PD初步设计的近似模拟.     

钢框架-带缝钢板剪力墙结构的地震响应

为确定钢框架-带缝钢板剪力墙在8度多遇和罕遇地震作用下的抗震性能,利用ADINA有限元软件,建立受荷条件相同的10层钢框架和10层钢框架-带缝钢板剪力墙模型,运用非线性分析方法对其在EL-Centro波、Taft波及人工波作用下的地震响应进行模拟分析。结果表明:震害不仅与地震波加速度峰值、持续时间有关,还与地震波波形有关;同种地震作用下,钢框架-带缝钢板剪力墙的薄弱层部位比钢框架的高,但同种结构在多遇和罕遇地震作用下的薄弱层部位大致相同;两种结构在8度地震作用下均未发生倒塌,且在同种地震波作用下钢框架-带缝钢板剪力墙的层间位移角小于钢框架,证明钢框架-带缝钢板剪力墙具有良好的抗震性能。     

钢管混凝土框架结构模型抗震试验研究

对一圆钢管混凝土框架结构模型进行模拟地震振动台试验研究.试验时输入El-Centro（N-S）波、武汉人工波及天津波3种地震波,分为6度、7度区基本烈度地震的两阶段试验,考察了模型在各阶段试验的不同地震波作用下的地震响应,并分析得到了结构的层间滞回曲线.试验结果表明：3种不同频谱特性的地震波对模型结构加速度和位移反应分布曲线形状的影响很小;且通过加速度功率谱分析得到,框架各层绝对加速度反应主要取决于前两阶振型,三阶以上的高阶振型的影响很小;整个试验过程中,模型结构始终处于弹性范围内,此类结构延性好,具有较好的抗震性能.     

地下结构地震反应的振动台模型试验研究

进行了土-地下结构动力相互作用的大型振动台模型试验,分别测出了模型土中不同部位的加速度反应和地下结构的加速度与应变反应.对模型体系的加速度反应实测值进行整理分析了模型箱效应、试验各阶段系统的自振频率及阻尼比的变化情况和地下结构的加速度和应变反应规律.试验结果表明:相对于仅有水平加速度激振,峰值约为水平加速度峰值三分之二的竖向激振的参与,可使结构的反应增加,且应变反应的增量大于加速度反应的增量,地下结构横断面的变形仍以剪切变形为主;地下结构的加速度反应和应变反应的频谱分布有较大差异,应变反应中竖向振型的贡献较大.     

预制再生混凝土框架模型模拟地震振动台试验

选用不同地震波,通过模拟地震振动台对首例1/4缩尺再生粗骨料取代率为100%的预制再生混凝土框架模型进行了3种地震波输入试验.通过白噪声扫描得到了该模型结构的自振频率、结构振型、阻尼比等动力特性,研究了加速度、楼层剪力、位移动力反应,记录了结构在试验中的开裂等现象.试验分析表明,随着地震动峰值强度的增加,模型呈现自振频率下降、阻尼比增大、加速度放大系数逐渐降低、楼层剪力逐渐增大的趋势;在弹塑性阶段后期,后浇节点刚度退化迅速,层间位移明显增大.采用层间位移作为评估标准,对预制再生混凝土框架的抗震能力进行了评价,表明预制再生混凝土框架抗震性能良好,但应采取必要措施加强梁柱节点的耗能能力.     

桩基础上结构TMD控制的振动台模型试验研究

完成了土－桩－结构－TMD相互作用体系的振台模型试验,首次通过振动台模型试验研究了土－桩－结构相互作用对TMD振动控制的影响,试验结果表明：当TMD装置的自振频率和相互作用体系频率一致时,TMD控制效率最佳,但此时其控制效率仍远不及风性基础上,TMD控制效率高,表明土－结构相互作用效应使TMD装置的减振效率大大降低,在一些情况下TMD装置甚至对结构起到负面作用。     

CFRP加固RC框架结构振动台试验及损伤机理分析

通过对两个缩尺比为1/4的两层单跨钢筋混凝土框架结构模型的加固、未加固及其震坏后再加固的3次振动台对比试验,探讨了其动力特性、地震反应和损伤破坏情况.同时运用有限元程序建模进行了计算,分析了不同试验模型的损伤机理,对比了根据不同损伤机理进行抗震加固的效果.试验研究及计算分析表明:根据损伤机理的不同,用碳纤维布(CFRP)有针对地加固钢筋混凝土框架结构能够提高其抗震能力,并满足抗震规范要求.     

考虑损伤累积效应的钢框架结构抗震分析与设计

为了在强震分析中考虑钢材损伤累积效应的影响,应用塑性应变和能量损耗理论建立了钢材的损伤模型,对一个9层Benchmark结构进行考虑损伤累积效应的地震分析．通过对比分析,表明考虑材料损伤累积效应因素后,结构塑性阶段的动力反应变大,损伤指标增加,损伤程度提高1个等级．针对结构在强震中考虑损伤累积效应的反应特征,通过布置斜撑对薄弱层进行了加强,使首层的动力响应和损伤程度均大大减小,上层的损伤指标虽有所增加但损伤状态变化不大．     

钢管混凝土框架结构模拟地震振动台试验

按1:10缩比设计制作了一榀钢管混凝土柱-H钢梁框架结构模型,并进行了模拟地震振动台试验.测试了模型结构动力特性及在El-Centro波、天津波(N-S)和武汉人工波激励下的地震反应.根据模型加速度、位移和应变反应,按相似关系反推原型结构在各种地震波作用下的地震反应,得到原型结构顶层屋面最大位移和层间位移值,进而得到结构弹性总位移角值和层间位移角值.试验及分析结果表明:模型结构最大位移为3.84 mm、加速度放大系数为3.35;模型结构前3阶频率分别为9.51、10.91和17.75 Hz,对应原型结构前3阶周期分别为1.05、0.92、0.56 s,其整体平扭与平动周期比为0.53(Y向)和0.61(X向);原型结构在8.5度多遇地震时整体处于弹性状态,最大弹性总位移角值和层间位移角值分别为1/750和1/318,未超过现行规范限值要求.     

截面受损条件下钢框架结构的动力稳定性研究

对钢框架结构在截面受损情况下进行动力稳定性分析,建立截面不同受损伤状态下的钢框架有限元分析模型,分析在不同幅值的地震波作用下结构的最大水平位移。根据第二类动力稳定性理论,得出结构发生动力失稳时的临界地震荷载,并与未受损情况比较,得出底层柱腹板、翼缘处受损将使结构更容易发生动力失稳的结论。     

土—桩—结构相互作用体系的振动台模型试验

通过土－桩－结构体系的振动台模型试验,探讨了土－结构相互作用对结构动力特性和结构地震反应的影响,试验结果表明,土－结构相互作用使结构体系的自振频率降低,使体系的阻尼大大增加,土－结构相互作用还使结构顶部的加速度反应和结构底部的应变反应减小。