小比例尺地下结构振动台试验模型土的设计与试验研究

基于结构与地基土相似设计相匹配的原则,通过采用卓越周期相似关系来简化锯末混合模型土,进行小比例地下结构振动台模型试验研究。通过对不同配比的锯末混合土进行共振柱试验,在采用等效线性本构模型分析原型土和混合模型土的特性参数(Gmax和G/Gmax-γ)的基础上,进一步确定了混合模型土配合比。对采用本文方法设计的自由场地模型土进行了一致地震激励下的振动台试验。试验结果表明:简化设计模型土满足了小比例地下结构振动台试验主要相似关系,取得了良好的试验效果,为以后进行土-地下结构相互作用的振动台试验奠定了坚实的基础,并且可以为类似试验提供借鉴。     

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．     

地下综合管廊结构振动台模型试验与有限元分析研究

在地下结构的振动台试验中,模型箱的设计是影响试验精度的一个很重要方面,本文的试验中采用了层状剪切砂箱,以最大限度地减小模型箱边界效应.而如何在数值计算中对层状剪切砂箱进行模拟成为数值分析要解决的关键问题.本文就是以此为背景展开了探讨,提出用变刚度的方法来近似模拟层状剪切砂箱,通过数值模拟结果与试验结果的对比发现,效果较好.在自由场计算的基础上,对综合管廊结构的振动台试验进行了数值模拟,计算结果与试验结果对比较好,说明本文建模计算方法是正确的,为后续的研究提供了基础.     

多塔斜拉桥地震作用简化分析方法

多塔斜拉桥多为对称结构,受实验室规模及振动台台组数的限制,大型多塔斜拉桥的大比例尺全桥多振动台试验无法进行,需要提出合理有效的简化分析方法:采用类似于静力学中的方法取反对称半结构,然后进行纵桥向一致地震激励。本文以南昌朝阳大桥(六塔斜拉桥)为工程实例验证动力荷载作用下非线性体系半结构简化的合理性,通过对比全、半桥结构计算得到的支座位移、墩底内力和主梁位移,发现半结构与全结构具有相同的计算精度。该简化方法为实现多塔斜拉桥大比例尺简化振动台试验提供了理论依据。     

钢筋混凝土框架砖填充墙结构抗震性能的研究

本文介绍了一个１／３比例框架填充墙结构模型模拟地震振动台试验，研究了结构动力特性与反应特征，提出了钢筋混凝土框架砖填充墙结构层间刚度与抗力的简化估计方法和公式，同时进行了多层框架填充墙结构的弹塑性动力反应分析并结合试验模型将计算结果与试验结果进行比较。     

基础隔震结构小比例模型动力相似设计方法研究

基础隔震结构模型动力相似设计是模拟地震振动台试验研究的关键技术之一。对基础隔震结构的模型动力相似机理进行研究,并提出相应的结构层面的相似设计方法,聚焦于隔震层的恢复力特性,侧重于保证整体结构在不同水准地震作用下的全过程相似。根据提出的模型相似设计方法,对某3层砌体结构进行1/4的模型设计并对模型结构进行模拟地震振动台试验。试验结果表明,模型结构与原型结构自振频率、加速度反应吻合度较好,实现了较好的相似度。     

考虑加强转换层影响的橡胶支座隔震结构模型相似设计方法

缩尺结构模型振动台试验广泛用于评估橡胶支座隔震结构的抗震性能.在隔震结构缩尺模型设计时,通常会设置加强转换层来满足上部结构与隔震层的荷载传递要求.然而,加强转换层在满足受力、吊装与安装试验要求的同时会对模型结构的整体地震反应产生不可忽略的影响.文中提出了针对橡胶支座隔震结构缩尺模型的带加强转换层的简化模型,采用参数化分...     

粤财大厦结构模型模拟地震振动台试验研究

介绍了广州市粤财大厦的结构模型振动台试验结果,分析了侧向刚度存在突变的高层建筑的抗震性能,并为该大厦的设计提出了建议。     

基于静力试验的体外预应力自复位框架地震响应数值模拟

一般在进行振动台模型试验时,由于试验引起结构构件损伤,很难在试验前或试验后实测构件或节点的力学参数,但是对于整体弹性模型或部分弹性模型,可以事后对其力学性能进行实测,将实测数据用于修正计算模型,经过修正的计算结果与振动台试验结果有更好对比性。体外预应力自复位框架(EPSCF)是一种新型抗震结构,将预应力筋设置在梁柱构件体外,达到易施工、易监测、可更换的目的。在振动台试验中,EPSCF主体结构保持弹性,耗能装置损坏。振动台试验后,进行EPSCF主体结构低周反复静力试验,实测结构在侧向力作用下的滞回曲线与骨架曲线,并计算出结构每层的抗侧刚度及等效阻尼比。将实测参数代入有限元模型中进行地震响应数值模拟,并与振动台试验结果进行对比。研究结果表明,经过静力试验校准的计算模型能更好地模拟振动台试验结果。     

上海环球金融中心结构简化弹塑性时程分析及试验验证

鉴于上海环球金融中心结构体系及结构布置的复杂、结构高度及体型的超限,为了确保该建筑结构的抗震安全性和可靠性,除进行常规的计算分析外,还应对该结构进行弹塑性时程分析。本文建立了该结构的弹塑性时程分析简化模型,并编制了相应的计算程序。为了检验结构弹塑性时程分析的可靠性,首先对振动台试验的模型结构进行弹塑性时程分析,以便和试验数据进行对比。在此基础上对原型结构进行弹塑性时程分析,并对该结构进行了抗震性能评价。     

Shaking table model test on Shanghai World Financial Center Tower

The height of 101‐storey Shanghai World Financial Center Tower is 492m above ground making it possible the tallest building in the world when completed. Three parallel structural systems including mega‐frame structure, reinforced concrete and braced steel services core and outrigger trusses, are combined to resist vertical and lateral loads. The building could be classified as a vertically irregular structure due to a number of stiffened and transfer stories in the building. Complexities related to structural system layout are mainly exhibited in the design of services core, mega‐diagonals and outrigger trusses. According to Chinese Code, the height 190 m of the building clearly exceeds the stipulated maximum height of for a composite frame/reinforced concrete core building. The aspect ratio of height to width also exceeds the stipulated limit of 7 for seismic design intensity 7. A 1/50 scaled model is made and tested on shaking table under a series of one and two‐dimensional base excitations with gradually increasing acceleration amplitudes. This paper presents the dynamic characteristics, the seismic responses and the failure mechanism of the structure. The test results demonstrate that the structural system is a good solution to withstand earthquakes. The inter‐storey drift and the overall behaviour meet the requirements of Chinese Design Code. Furthermore, weak positions under seldom‐occurred earthquakes of seismic design intensity 8 are found based on the visible damages on the testing model, and some corresponding suggestions are proposed for the engineering design of the structure under extremely strong earthquake. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

超高层巨型结构振动特性研究

巨型结构体系是适应超高层建筑发展趋势和特点的新型结构体系，目前国内外的理论研究成果还很少。随着工程应用的推广，进行巨型结构体系的研究，有其重要的理论价值和实际意义。结合101层上海环球金融中心大厦具体工程，进行了整体结构的振动台试验，并利用国际通用有限元软件ANSYS分析了超高层巨型结构体系的动力特性和影响因素，可供工程设计人员在结构选型和方案设计时参考。     

上海环球金融中心大厦结构模型振动台抗震试验

上海环球金融中心大厦高101层,结构高度492m,高宽比8．49,拟建成为世界上结构主体最高的建筑物。大厦采用了三重结构体系抵抗水平荷载,它们由巨型框架、钢筋混凝土核心筒及构成核心筒和巨型型钢混凝土柱之间相互作用的伸臂桁架组成;核心筒竖向不连续,由低筒、中筒和上部筒3部分组成;二对角巨型柱在42层以上开始分叉形成倾斜曲面,巨型斜撑只设置在垂直立面上,且采用单向支撑。根据我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002),该建筑总高超过了型钢混凝土框架一钢筋混凝土筒体最大高度190m的限值,同时高宽比超过了设防烈度7度地区为7的限值。为研究它在地震作用下的抗震性能,进行了缩尺(1／50)模型的振动台试验。试验结果表明,该结构体系合理,具有足够的水平刚度,在地震作用下位移反应不大,扭转效应比较小,满足我国抗震设防要求。     

上海市环球金融中心结构地震反应台阵

"十五"期间,中国地震局在上海市环球金融中心建立我国第一个超高层结构地震反应专用台阵,随后上海市地震局对其进行升级改造。本文详细介绍环球金融中心超高层建筑结构地震反应台阵的测点布设,改造后台阵观测系统技术组成、远程通信方式、台网中心数据处理系统以及获得的强震记录。本台阵建设可以为高层建筑的抗震抗风研究提供数据支撑,为今后结构台阵建设积累宝贵经验。     

竖向地震下双塔连体建筑的分析和设计

首先输入多条实际竖向地震记录,用时程分析考察了塔楼高度和连体跨度不同的多个算例。然后将其抽象成塔楼和连体桁架组成的双自由度体系,运用频域分析方法,得到竖向地震作用的变化规律：11随着桁架对塔楼频率比增加,连体地震放大作用越明显;2）当连体对塔楼质量比较小且两者频率比相近1,连体地震反应进一步加强。现行抗震规范的重力系数法提出的大跨度结构竖向地震的实用计算公式对于本文研究结构并不完全适用。提出考虑塔楼和桁架协同地震作用的实用算式,并对一个超高层工程实例进行竖向地震作用分析,与时程分析结果吻合较好。     

基于AR模型模拟超高层建筑的脉动风速时程

风荷载是超高层建筑设计的主要荷载之一,而且通过风振时域分析可以更全面地了解超高层建筑风振响应特性,更直观地反映超高层建筑风致振动控制的有效性。因此,本文使用线性滤波法即白噪声滤波法(white noise filtration method,WNFM)中的自回归(auto-regressive,AR)模型模拟超高层建筑的风速时程。首先,考虑超高层建筑风速时程的时间和空间相关性,导出了四阶AR模型的参数表达式。接着,基于AR模型模拟了一幢高度为200 m超高层建筑的风速时程。最后,通过比较模拟风速功率谱、模拟自相关函数和互相关函数与目标风速功率谱、目标自相关函数和互相关函数的吻合程度,验证基于AR模型模拟超高层建筑风速时程的可行性。     

基于零阶和一阶优化算法的建筑结构抗震优化设计

针对第三水准“大震不倒”的抗震设防目标,提出一种建筑结构的抗震优化设计方法,依据“用相同的投资获最好的设计”的设计理念,建立了在强烈地震波的作用下,以建筑结构最大的层间相对位移最小化作为优化目标,同时满足体积约束的优化数学模型,并采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法进行结构分析获得最大的层间相对位移,采用零阶和一阶优化算法分别求解优化数学模型,在显式动力分析软件ANSYS／LS—DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计。数值结果表明该方法能获得较高质量的解,经优化设计后建筑结构的抗震性能得到了很大的改善。     

A simplified methd of evaluating the seismic performance of buildings

This paper presents a simplified method of evaluating the seismic performance of buildings. The proposed method is based on the transformation of a multiple degree of freedom (MDOF) system to an equivalent single degree of freedom (SDOF) system using a simple and intuitive process. The proposed method is intended for evaluating the seismic performance of the buildings at the intermediate stages in design, while a rigorous method would be applied to the final design. The performance of the method is evaluated using a series of buildings which are assumed to be located in Victoria in western Canada, and designed based on the upcoming version of the National Building Code of Canada which is due to be published in 2005. To resist lateral loads, some of these buildings contain reinforced concrete moment resisting frames,while others contain reinforced concrete shear walls. Each building model has been subjected to a set of site-specific seismic spectrum compatible ground motion records, and the response has been determined using the proposed method and the general method for MDOF systems. The results from the study indicate that the proposed method can serve as a useful tool for evaluation of seismic performance of buildings, and carrying out performance based design.     

双塔连体高层混合结构抗震性能研究

外钢框架-混凝土核心筒结构体系被认为是适合我国国情的高层建筑结构体系之一,我国已有多个采用这种结构体系的单塔楼工程实例,但对双塔连体高层混合结构的研究较少。本文针对上海国际设计中心不等高双塔连体混合结构,进行了7度多遇地震、基本烈度、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的模拟地震振动台试验研究,得到了结构的破坏模式,并对模型结构和原型结构的动力反应进行了详细的分析,最后提出了此类结构设计的一些建议。研究表明,高位连体的竖向地震反应比较明显,设计中应适当考虑动力放大效应;在各水准地震作用下结构整体变形均呈现弯曲型;主塔楼核心筒在中震下可以保证"不坏",但结构小震下的层间位移略超过规范限值。