振动台试验模型地震反应的HHT研究

Hilbert-Huang Transform(HHT)是一种新的适用于非线性、非平稳信号,且具有自适应性的数据处理方法．本文简要介绍了一座45层钢筋混凝土框架结构及其振动台试验模型概况. 利用HHT分析了模型结构在不同烈度地震中的反应记录,得到了Hilbert时频幅值三维分布和Hilbert边际谱．Hilbert谱得到记录能量集中分布的频段与时间范围,捕捉到信号变化的主要特征. Hilbert边际谱曲线形状和峰值频率值随着地震烈度的升级而发生了相应变化,而且所有的结果图形体现出相同的规律性,预示着Hilbert边际谱在土木工程结构安全评价中的应用前景．      

燃气调压站地震安全控制装置参数的振动台试验

为了更好地确定城市燃气调压站管道上地震安全控制装置的参数,针对城市燃气调压站的管道开展了振动台地震响应定量研究.以河北省唐山市某小区装有地震安全控制装置的调压站管道为实验对象,建立了振动台分析模型,选取了不同频谱特性的地震动,并获得了不同地震加速度输入工况下燃气调压站内地震安全控制装置的安装点及其他位置的加速度时程、频...     

基于性能的钢筋混凝土框架剪力墙结构地震易损性分析

以某典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构作为研究对象,研究基于性能的RC框架剪力墙结构易损性分析方法。首先选择合适的地震动记录,以0.2g为步长进行调幅后,建立300个结构-地震动样本空间,并确定结构损伤指标和性能参数;然后应用增量动力分析方法计算结构的地震动力响应,选择基本周期加速度反应谱为地震动参数,以研究结构反应的不确定性,并深入分析地震动参数与结构地震需求参数的关系;在此基础上,建立该结构基于加速度反应谱的易损性曲线进行结构易损性分析与评估。结果表明：随着地震动强度的增大,IDA曲线由单调增加变为非单调增加,分位曲线（16%,50%和84%）可以准确地衡量结构的性能;框剪结构在地震作用下的抗震性能表现良好,随着地震强度的增长,各性能超越概率大小的增长速度是不同的。     

基于IDA的隔震桥梁易损性分析

针对目前减隔震技术在我国桥梁领域的推广应用,建立一座隔震桥梁,基于增量动力分析(IDA)方法研究了桥梁在单条地震动下的动态响应,得到了桥墩以及支座在地震动作用下的响应曲线(IDA曲线)。以桥墩位移延性系数和支座剪应变作为损伤指标,对IDA曲线进行损伤状态区间的划分。通过IDA曲线发现隔震桥梁具有良好的抗震性态,支座比桥墩更容易损伤。最后,将支座和桥墩综合考虑计算得到桥梁结构整体易损性(DS)。     

某全钢结构地震模拟振动台试验和理论研究

对体型不规则的全钢结构建筑进行了地震模拟振动台试验研究和理论分析，这种结构体系是由内椭球塔与外框筒连接而成的特殊结构体系。地震模拟试验结果表明这种结构体系仍然以主振型为主，内椭球塔与外框筒连接方式能够满足设计要求。文末采用SAP2000程序对结构模型进行三维受力分析，沿最不利加振方向的理论分析结果与振动台试验结果显示该结构在设计地震作用下，具有足够的安全性。     

地震模拟振动台试验系统频率特性估计的研究及应用

系统地分析了在地震模拟振动台试验系统频率特性测试过程中，测量误差，环境对振动台驱动信号的干扰噪声及试验系统本身非线性等因素的影响，得到了对指导试验具有重要意义的结论，阐述了应用试验系统频率特性对试验进行数字补偿控制的方法，并列举一些实例。     

高墩大跨连续刚构桥梁地震易损性分析

基于增量动力分析方法,通过非线性地震反应分析,得到整体结构的破坏特征和易损位置,分析适用于高墩大跨连续刚构桥的损伤指标.对高墩大跨连续刚构桥进行整体结构的地震易损性分析时,采用应变作为墩柱损伤指标,位移作为支座损伤指标,绘制了基于整体性能的全桥易损性曲线.     

模型储罐三维地震反应振动台试验研究

针对立式钢制模型罐,进行了三维地震激励和一维地震激励振动台的动响应试验研究。结果表明:储罐在三维地震动激励下的反应与一维激励相比,加速度反应、罐壁的应变反应、储罐提离反应具有较明显的放大效应。位移反应在不同地震激励下,其放大效应不同,El Centro波激励下各测点三维激励下位移较一维激励下位移放大明显,Taft、天津波激励下各测点三维激励下位移较一维激励下位移有放大也有缩小,幅度均不大。由罐壁测点加速度功率谱分析表明:一维激励其峰值频率区域较为集中,主峰突出,能量主要集中于低频区;在三维地震激励下,频率峰值区域明显拉长,峰值点模糊,频率成份十分丰富,表现出多主峰的特点。     

基于地震易损性的框架结构的优化方法

给出了一种框架结构地震易损性优化的准则算法．根据优化准则构造了一种修改设计变量的格式,提出了设计方案可行性调整的方法并推导了计算公式,给出了优化算法的计算步骤,并通过一个算例阐述了这种算法的应用。     

基于时变地震损伤模型的多龄期钢框架结构易损性分析

基于时变地震损伤模型提出酸性大气环境作用下多龄期钢框架结构概率地震易损性分析的方法及步骤;考虑服役龄期对钢框架结构抗震性能的影响,分别建立时变概率地震需求模型、时变概率抗震能力模型及时变易损性模型;在概率地震需求分析及概率抗震能力分析的基础上,得到多龄期(20年、30年、40年、50年)钢框架结构的易损性模型及易损性曲线。     

钢筋混凝土空心桥墩的振动台试验研究

为研究空心桥墩的抗震性能及影响参数,对9个不同配筋率、配箍率和轴压比的试件进行振动台试验。研究了不同性能量化参数对破坏现象、加速度响应、动力放大系数、延性和耗能等的影响。结果表明:轴压比和配筋率较小时,裂缝开展较多且位置距墩底相对偏高。增大配筋率,加速度响应、动力放大系数和位移延性系数增大,耗能减小;轴压比的影响与配筋率相反。增大配箍率,加速度响应和动力放大系数减小,位移延性系数和试件耗能增大。可为矩形空心桥墩的抗震设计提供参考。     

基于振动台模型试验的高落差埋地管道地震响应研究

为研究高落差埋地管道的地震响应,进行了高落差埋地管道振动台模型试验和有限元数值模拟,探讨管道径厚比、管道倾角、地震波入射角、地震动峰值加速度和管道埋深对高落差埋地管道地震响应的影响规律。试验结果与数值模拟结果符合较好。研究结果表明,在入射角0°的地震波作用下,高落差埋地管道轴向应变峰值随着管道径厚比的增大而增大;在一定管道倾角范围内,管道轴向应变峰值随着管道倾角α的增大而增大;当地震波入射角度从0°变化到60°时,管道上下表面的轴向应变减小,侧面的轴向应变增大;管道应变随着地震动峰值加速度和管道埋深的增加而增大;相同地震作用下,管道最大轴向应变出现在下弯管1/3处附近。     

基于ABAQUS高层剪力墙结构的有限元建模及其振动台试验验证

采用ABAQUS建立12层剪力墙结构的有限元模型,利用该结构1/5缩尺模型振动台试验时预留试块的材性试验结果及相似关系,确定相应原型结构材料的性能参数,将试验参数和我国混凝土结构设计规范给出的混凝土单轴受拉/压应力-应变关系曲线相结合,确定ABAQUS模型中混凝土损伤塑性模型所需的应力-应变参数;将试验参数和张劲公式法相结合,确定ABAQUS模型中混凝土损伤塑性模型所需的损伤因子参数。对比有限元分析结果和振动台试验结果,验证参数设置的有效性。ABAQUS有限元分析和振动台试验所得原型结构前三阶振型和自振周期相差很小,说明ABAQUS模型和参数设置能够反映并用于计算实际结构的弹性响应。ABAQUS有限元分析得到的结构损伤情况与试验模型的损伤情况基本一致;结构的顶点加速度曲线和滞回曲线等响应的有限元分析结果与试验结果在多遇地震作用下基本吻合,但由于振动台试验累积损伤的影响,两者的差异随着地震波幅值的增大而逐渐增大;ABAQUS有限元分析得到的位移包络曲线与剪力墙结构弯曲变形的特点相符。以上弹塑性分析结果进一步表明了ABAQUS模型和参数设置能够很好地模拟结构在地震作用下的响应。     

单桩-土-结构振动台试验模型数值计算分析

为研究地震荷载作用下桩基-土-核电结构的抗震性能及土结动力反应规律,对拟开展的地震模拟振动试验模型进行数值计算分析。核电工程结构上部质量大和刚度大,试验模型不同于一般的工程结构,为检验振动台试验模型设计、传感器布设方案,对试验模型进行了数值模拟。数值模拟以单端承桩为研究对象,计算了上部结构质量和刚度变化时,在脉冲荷载及基于RG1.60谱人工合成地震动作用下桩身的地震反应规律。数值模拟表明:在水平地震动作用下,桩身剪力和弯矩包络线呈"X"状分布,桩底和顶处剪力弯矩较大;上部结构质量越大,桩身的剪力与弯矩越大;上部结构的刚度越大,桩身的剪力与弯矩越小;随着上部结构质量的增大和刚度的减小,反弯点逐渐向桩顶移动。桩顶发生最大位移时所对应的桩身挠度随着上部结构质量的增加而增大并且随着上部结构刚度的增大而减小。土层分界面处,桩身内力发生突变。此外,在脉冲荷载输入下,桩身反弯点位置与输入荷载的周期有关。计算结果为振动台试验模型设计提供了理论依据。     

框架结构振动台试验分析及数值模拟

设计了10层的框架结构模型,进行了单向及双向作用时不同频谱地震波输入下的振动台试验,对试验结果进行了对比分析,揭示了结构的动力特性及地震反应之间的联系。结果显示:加速度、层间位移和应变在地震波作用下的变化趋势是一致的,结构的层间位移和加速度沿层高的分布不一样;双向作用下结构的反应并不一定比单向作用时的反应大。并依据试验过程当中的测试数据,进行了相应的数值模拟,与实测结果进行了对比,吻合较好,可以为后续类似的研究工作提供借鉴。     

新型抗震支吊架振动台试验研究

在地震作用下,抗震支吊架理应保障建筑机电工程设施和管道系统均具备良好的服役性能。因此,对抗震支吊架的抗震性能进行检测至关重要。本文以某典型地下室抗震支吊架为对象开展了顺管向地震模拟振动台试验,通过多工况试验对比分析了不同支吊架的位移和加速度的地震响应。试验结果表明:抗震支吊架显著降低了管道位移,减振率最高可达到96%,但对于加速度响应的抑制作用较小。易损性分析表明:采用成品支吊架时,管道系统在遭受相当于设防烈度的地震作用时会发生严重损伤,而采用抗震支吊架的管道系统能够保全其功能。     

木构架承重-空斗墙围护民居抗震加固振动台试验研究

木构架承重-空斗墙围护民居大量分布在我国南方农村地区,该类民居整体性较差,历次地震中该类民居破坏较严重。采取高延性混凝土ECC面层加固围护空斗墙,扁钢、角钢及薄钢板增强木构架节点,穿墙钢筋捆绑木构架与围护墙体等加固措施。设计了1/2缩尺模型进行振动台试验,通过调整输入地震波峰值加速度来考虑不同水准地震烈度,分析了围护空斗墙损伤,探讨了模型频率与阻尼比变化特性,对比了围护空斗墙体与木构架加速度放大系数和位移包络值,并验证了二者在地震中的变形协调性。试验结果表明:（1）围护墙体仅在外侧出现明显裂缝,内侧ECC面层与墙体始终未脱离且未出现裂缝,围护墙整体性仍可得到一定保障;（2）木构架与钢加固件连接部位仅发生轻微破坏,木构架没有出现明显损伤;（3）木构架与围护墙体之间出现滑移,整体上二者协同抗震变形性能良好。该系列措施的加固效果较理想,适用于该类民居的抗震加固。     

高层建筑结构-地基动力相互作用效果的振动台试验对比研究

本文通过对高层建筑结构－地基动力相互作用体系和刚性地基上高层建筑结构的振动台模型试验成果的对比分析，研究了相互作用对结构动力特性和地震反应的影响。结果－地基动力相互作用使结构频率减小，阻尼增大；相互作用体系的振型曲线与刚性地基上结构的振型曲线不同，基础处存在平动和转动；在地震动作用下考虑相互作用的结构加速度、层间剪力、弯矩以及应变通常比刚性地基上的情况小，而位移则比刚性地基上的情况大。     

人工质量在砖混结构振动台试验中的作用

通过组合墙片的拟静力试验和模型房屋的振动台试验，分析研究了人工质量模拟对砖混结构振动台试验的作用和影响。研究表明，重力对结构的弯曲刚度有较大影响，但不影响结构的剪切刚度。在主拉应力破坏的条件下，结构的破坏荷载随重力的增加而增大。提出了不完全模拟的人工质量模型应满足的相似条件及如何根据模型试验结果估计原型结构的抗震能力。     

基于振动台模型试验探讨HVSR方法对黄土场地效应适用性的研究进展

黄土场地效应作为地震动影响的显著因素,相关机理得到各国学者的关注。从近年来的研究成果可知:经验谱比法（HVSR法）和传统谱比法（传递函数）是研究场地对地震动影响效应的常用方法,振动台模型试验和数值分析是研究的有效手段。阐述了HVSR方法和传递函数2种方法的应用现状,并就不同场地条件对地震动的放大影响效应的研究现状及数值分析理论在场地效应中的应用进行了归纳总结,基于振动台模型试验结合数值仿真模拟对HVSR方法用于描述黄土场地效应的适用性进行展望。