高层钢框架-混凝土核心筒混合结构振动台试验研究

为了研究高层钢框架-混凝土核心筒混合结构的整体抗震性能,本文设计了一个典型的比例为1/15的20层钢框架-混凝土核心筒混合结构的缩尺模型,在同济大学土木工程防灾国家重点实验室实施了模拟地震振动台试验。本文重点介绍试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度和位移反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,并根据相似理论得到了原型结构的地震反应。试验研究表明:原型结构基本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;核心筒发挥了主要抗侧力作用;结构在大震作用下有较好的延性;钢框架与核心筒的连接节点在结构设计时应给予重视。     

钢-混凝土高层结构抗震性能振动台试验研究

广州天誉大厦采用型钢混凝土框架一钢筋混凝土筒体的混合结构体系,地面以上结构采用抗震缝兼伸缩缝分隔为南、北塔两个独立结构体系,南塔高186.5 m,北塔高159.5 m.两塔的核心筒总宽度与核心筒总高的比值均超出了规范限值.为研究这种超限高层混合结构的抗震性能,对其进行了缩尺(1/30)模型的振动台试验,并建立了有限元计...     

不同R-μ-T关系对比研究及其在高层混合结构位移需求估计中的应用

本文结合弹塑性反应谱的研究,给出了求解钢框架一钢筋混凝土核心筒混合结构位移需求的基本步骤,并采用不同的R-μ—T关系计算了某15层混合结构的位移需求。结果表明：选取不同模型计算所得的位移需求有一定的偏差,偏差大致在25％以内,其中Newmark＆Hall模型会较大幅高估结构的位移需求。通过比较,本文最终选取吕西林、周定松模型,其估计的位移需求与弹塑性时程分析结果的偏差基本控制在30％以内,可以为工程界接受。对比分析不仅表明了选取该模型的合理性,同时说明弹塑性反应谱法是一种比较有效的估计此类结构位移需求的方法,在混合结构基于性态的抗震设计中具有应用价值。     

钢混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构抗震性能试验研究

工业建筑结构体系取决于生产工艺及使用要求,生产工艺的复杂性往往导致复杂的结构形式。为了满足工艺要求,形成了一类钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构。为了研究其抗震性能,选取一实际结构,取1/4子结构,模拟边界条件,按1/8缩尺比制作模型。对模型进行动力特性测试,选择El Centro波(1940 NS)对模型进行拟动力试验,再进行拟静力试验,试验得到了该结构的动力特性参数及在地震作用下的动力反应。分析了结构自振频率及阻尼比变化,变形性能,滞回性能和破坏模式等;在试验基础上,给出了结构水平承载力的计算公式,为建立该类结构的抗震设计方法提供依据。     

钢-混凝土混合结构抗震研究述评

本文回顾了钢-混凝土混合结构的发展历史,系统地总结、论述了钢-混凝土混合结构的特点及其抗震研究发展现状,指出了这种结构形式在抗震研究中存在的主要问题和今后需要进一步研究的方向。     

不同比例钢-混凝土混合结构高层建筑动力相似关系试验研究

模型试验的动力相似理论是结构抗震试验技术中的一个基础性研究课题。本文设计实现了1/10、1/20和1/30三个不同比例的钢-混凝土混合结构高层建筑的振动台模型试验。通过对三个模型试验结果的对比研究,对钢-混凝土混合结构高层建筑的动力相似关系进行了初步探讨。试验结果表明,按照本文的动力模型的设计施工及试验要求进行的不同比例钢-混凝土混合结构高层建筑的振动台试验,在自振频率、振型、加速度放大系数、楼层最大位移、楼层剪力等动力特性和动力反应方面具有较好的相似性。试验结果一方面说明对这三个模型采用的动力相似关系和制作方法是合理的,另一方面也说明了对钢-混凝土混合结构房屋采用较小的1/30比例进行振动台试验是可行的。     

超高性能混凝土框架-核心筒抗震性能研究

通过有限元软件OPENSEES分别建立了钢筋混凝土(RC)框架-核心筒结构和超高性能混凝土(UHPC)框架-核心筒结构模型,从美国太平洋地震研究中心(PEER)选取30条地震波,并选择Sa(T1)和θmax作为地震动强度指标和结构损伤指标,对结构进行增量动力分析(IDA)和易损性分析.结果表明,建立的模型能够较好的模拟...     

混合结构振动台模型试验研究与计算分析

为研究混合结构的整体抗震性能,本研究以一个Ⅷ度区的LG大厦为原型,制作了1／20的整体模型,在同济大学土木工程国家重点实验室进行振动台试验,以考察地震动频谱及地震强度对混合结构地震反应的影响,了解混合结构体系的抗震性能、地震反应和破坏特征．本文还利用纤维模型建模对混合结构整体抗震性进行了非线性分析计算,并将计算结果与振动台试验数据进行对比分析,试验和计算结果表明：外钢骨框架-内混凝土核心筒混合结构具有较好的抗震性能．     

钢管混凝土框架-混凝土核心筒减震结构振动台试验研究

某超高层钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构因指标超限在设计中采用了耗能减震技术,为了检验该减震结构的抗震性能,制作了1/35的缩尺模型,通过在钢管混凝土框架设置阻尼器或不设置阻尼器,进行模拟地震振动台对比试验,研究了模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下的加速度、位移和应变响应。研究结果表明:地震作用下,该钢管混凝土框架-混凝土核心筒减震结构与钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构相比,位移、加速度和应变响应均有一定程度的降低;罕遇地震作用下,通过设置耗能减震构件,层间位移角最大值从超过规范要求的1/84减低至满足规范要求的1/130,表明该减震结构具有更优良的抗震性能。     

三层轻木-混凝土混合结构足尺模型模拟地震振动台试验研究

轻型木结构在地震作用下的性能已有了一定的研究基础,但轻木混合结构的抗震性能研究尚未得到充分认识。本文重点介绍了首次进行的3层轻木-混凝土混合结构振动台试验,试验房屋下部一层为钢筋混凝土框架结构,上部二层为对称轻型木结构,模型平面尺寸为6.1m×3.7m。对5个上下抗侧刚度比不同的足尺模型,采用3种地震动沿房屋纵向激振,峰值加速度依次为0.1g~0.5g。每次激振后测定房屋自振频率及对应的阻尼,各层加速度和水平位移,木结构底部与混凝土结构顶部之间竖向相对位移以及螺栓锚固力等。试验结果表明:(1)轻木-混凝土混合结构具有良好的抗震性能;(2)上部木结构与底层混凝土结构间连接可靠;(3)5个模型的振动均以第1振型为主,但对于刚度比大的模型,下部混凝土结构的2阶振动较明显;(4)刚度比大的模型其地震反应小于刚度比小的模型。     

混合结构体系高层建筑模拟地震振动台试验研究

随着现代建筑高度的不断增加,混合结构体系在超高层建筑中逐步广泛应用,因此对该结构体系在地震作用下的破坏机理和抗震性能展开深入的研究是一项有意义的工作。本文对一混合结构体系复杂超高层建筑进行1／35的模型模拟地震振动台试验,分析模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下加速度、位移和应变反应,然后根据相似关系推算出原型结构的动力特性和反应,研究其在各水准地震作用下的破坏机理和破坏形式,最后对原型结构设计提出若干建议。     

高层错位转换结构的试验研究和理论分析

本文对一座带错位转换结构的高层结构模型进行了振动台试验和理论分析研究。试验中发现,在7度小震和中震阶段错位转换结构对结构模型相对位移包络图影响不大。但随着第2转换层上一层的开裂,相对位移包络图在场地波输入时会在第2转换层上一层呈现一定程度的突变。结构加速度分布规律与输入地震波频谱特性有关,在场地波输入中震和大震阶段,加速度反应突变会出现在两个转换层处。由于转换层质量较其他楼层大,从而地震作用亦在两个转换层处形成突变。层间位移角则在两个转换层上一层形成突变,且转换刚度较大层其突变幅度较大,两个突变近似在同一时间内发生。对比双向和单向输入时的层间位移角结果,双向输入加剧层间位移角的突变。采用三维有限元程序对结构模型进行了计算分析,从整体上讲,频率、主振型、加速度和位移时程与试验结果吻合较好,但在层间位移角突变上,计算值反应效果较差。     

Shaking table test and dynamic response prediction on an earthquake-damaged RC building

This paper presents the results from shaking table tests of a one-tenth-scale reinforced concrete (RC) building model. The test model is a protype of a building that was seriously damaged during the 1985 Mexico earthquake. The input ground excitation used during the test was from the records obtained near the site of the prototype building during the 1985 and 1995 Mexico earthquakes. The tests showed that the damage pattern of the test model agreed well with that of the prototype building. Analytical prediction of earthquake response has been conducted for the prototype building using a sophisticated 3-D frame model. The input motion used for the dynamic analysis was the shaking table test measurements with similarity transformation. The comparison of the analytical results and the shaking table test results indicates that the response of the RC building to minor and the moderate earthquakes can be predicated well. However, there is difference between the predication and the actual response to the major earthquake.     

北京机场新塔台结构模拟地震作用试验研究

本文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榧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。     

注胶修复RC框架结构模型振动台试验与分析

一栋相似比为1/4的8层双跨混凝土框架经初次振动台试验,发生初次震损后,采用环氧树脂注胶修复技术对框架损伤区域的裂缝进行修复,然后再次进行振动台试验.针对两次振动台的试验结果,本文着重从模型破坏情况、结构最大反应、楼层剪力、楼层抗侧刚度及滞回耗能等方面综合比较混凝土框架模型在初次振动台试验、再次振动台试验中抗震性能,以此评价高强胶黏剂修复技术修复混凝土框架结构的有效性.结果表明:经过修复,框架模型的顶层最大相对位移和层间位移角减小;修复模型的抗侧刚度要大于初始模型;修复后,框架模型由节点区破坏(梁柱交界面)转移到梁端塑性铰破坏,破坏模式的改变使得滞回耗能总量增大.可以认为,本文采用的方法对框架结构的地震损伤修复具有较好的效果.     

立面开大洞复杂高层结构的整体抗震性能评价

本文针对某平面不规则、立面开大洞、带高位转换层的超限复杂高层结构,首先建立了整体模型结构的非线性计算模型,根据振动台试验结果选择了材料非线性参数,进行了弹塑性时程分析,并对模型结构及参数进行了验证。用验证过的模型和参数对原型结构进行了弹塑性时程分析,并对该结构作出整体抗震性能评价。通过本文分析表明,按照试验微粒混凝土材性试验数据,考虑附加质量建立的计算模型,能较好地捕捉到整体结构初始时的频率、振型等动力特性;选择现有的软件确定构件的本构关系,将其输入通用程序进行弹塑性时程分析,能够获得结构的非线性动力反应;通过模型乃至原型结构的弹塑性时程分析,可以对该立面开大洞复杂结构整体抗震性能作出合理评价。     

Seismic performance of an unreinforced masonry building: An experimental investigation

This paper presents the results of an experimental investigation carried out to investigate the seismic performance of a two storey brick masonry house with one room in each floor. A half‐scale building constructed using single wythe clay brick masonry laid in cement sand mortar and a conventional timber floor and timber roof clad with clay tiles was tested under earthquake ground motions on a shaking table, first in the longitudinal direction and then in the transverse direction. In each direction, the building was subjected to different ground motions with gradually increasing intensity. Dynamic properties of the system were assessed through white‐noise tests after each ground motion. The building suffered increasing levels of damage as the excitations became more severe. The damage ranged from cracking to global/local rocking of different piers and partial out‐of‐plane failure of the walls. Nevertheless, the building did not collapse under base excitations with peak ground acceleration up to 0.8g. General behaviour of the tested building model during the tests is discussed, and fragility curves are developed for unreinforced masonry buildings based on the experimental results. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.