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。     

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。     

钢框架-型钢混凝土剪力墙新型混合结构二阶非弹性地震反应分析

钢-混凝土混合结构作为高层建筑结构体系中的重要组成部分已经得到广泛的实践与应用,其中钢框架-型钢混凝土剪力墙混合结构是一种新型的混合结构体系。首先对国内外的钢-混凝土混合结构工程做了简要介绍,然后回顾了国内外关于钢-混凝土混合结构的地震反应分析理论和试验的研究现状与动态,并提出了当前钢-混凝土混合结构研究中存在的一些问题。     

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。     

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...     

钢-混凝土叠合梁自锚式悬索桥动力特性测试分析

针对钢-混凝土叠合梁自锚式悬索桥的结构特点,在总结以往大跨径桥梁有限元模型的基础上,采用组合有限元法以梁、板、杆、索单元建立邵阳市桂花大桥三维有限元模型,计算分析获得结构的主要频率和振型。通过现场测试获得大桥环境激励和行车激励作用下的响应时程,分析得到结构的主要频率、振型和阻尼比,引入模态置信因子对计算模态信息和实测模态信息进行比较分析,以验证数值模型和实测结果的准确性。研究结果可为全面了解钢-混凝土叠合梁自锚式悬索桥的动力特性、准确预测结构的动力响应以及类似桥梁的抗震、抗风设计提供重要依据。     

高速列车运行引起的地基振动测试与分析

为分析高速列车运行引起的地表处振动峰值加速度随距轨道中心线距离的变化特征,选择8个不同场地类型及路基形式的工程场地进行高速列车运行引起的地表振动加速度测试。研究结果表明,高速列车引起的地表振动加速度随距轨道中心线距离的变化特征因场地条件和路基形式的不同存在显著差异;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地条件下,高速列车引起的地表三分量振动加速度均随距轨道中心线距离的增加而减小,且距轨道近距离处峰值加速度衰减较快,远距离处衰减较慢,Ⅰ类场地条件下,高速列车引起的地表振动加速度随距轨道中心线距离的增加呈先增大后减小的趋势;对于相同路基形式的高速铁路,Ⅲ类场地条件下地表振动峰值加速度随距轨道中心线距离的增加减小速度最快,Ⅱ类场地次之,Ⅳ类场地衰减最慢。     

横向钢梁空间约束作用对钢框架-混凝土核心筒结构弹塑性地震反应的影响

本文基于文献[5]建立的钢框架-混凝土核心筒混合结构弹塑性地震反应的拟三维分析模型,进一步考虑钢框架和核心筒之间横向梁的空间扭转作用,讨论了横向梁空间约束作用对钢框架-混凝土核心筒混合结构弹塑性地震反应的影响。算例分析表明:进一步考虑横向梁的空间扭转作用后所得的楼层位移和层间位移角比只考虑竖向作用所得的值偏大,可见,采用考虑横向梁空间竖向和扭转约束作用的拟三维分析方法更合理。     

钢-混凝土组合梁位移延性分析

为了研究边缘约束构件对钢-混凝土组合梁延性性能的影响因素,以框架结构中一榀钢柱和组合梁作为计算对象,用有限元软件ANSYS进行了模拟分析。对混凝土翼缘板厚、横向配筋率和边梁抗侧、抗扭刚度等因素对组合梁延性的影响规律进行了比较分析。最后,进行了钢-混凝土组合梁与钢-混凝土组合桁架梁的位移延性的比较。数值分析结果表明:混凝土板厚度,配筋率大小和边梁抗侧、抗扭刚度对其延性性能都有影响,其中配筋率大小的影响最大,随着配筋率的增大,延性系数呈增大的趋势;钢-混凝土组合桁架梁在端部有负弯矩作用时,其抗弯承载力小于同条件下的实腹式钢-混凝土组合梁,但抗震耗能优势明显。     

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。     

基于非接触式麦克风冲击共振测试的钢-混组合结构界面脱空损伤识别方法研究

针对现有无损检测技术在钢-混组合结构界面混凝土脱空损伤识别问题上普遍存在的测试成本高、识别精度有限及操作过程复杂等不足之处,提出了一种基于麦克风冲击共振测试的非接触式检测方法。首先,基于四边约束矩形薄板振动理论,将钢-混凝土板局部脱空处钢板简化为四边固支约束的板壳模型进行分析。通过在ABAQUS中建立考虑流-固耦合的钢-混凝土板有限元模型,将模拟所得脱空处钢板自振频率值与理论解析结果进行对比,证明该经验公式可有效适用于脱空区域处局部钢板自振频率的估计当中。其次,依据相关声学理论研究成果,利用所建立的有限元模型进行了外部激励下钢-混组合结构声压场信号分布特征研究,结果表明设置及未设置脱空损伤的有限元模型所产生的声压响应存在明显不同,且未脱空模型中信号响应具有幅值大、周期长等特征;同时,针对一钢-混凝土板设置了8种不同类型的损伤工况,并利用麦克风传感器分别进行了基于冲击共振测试的脱空损伤识别。试验结果表明,麦克风摆放位置对测试所得声压信号频响函数基本特征的影响程度并不显著;且针对本试验所设置的损伤工况,该方法基本均能实现有效识别,但对平面尺寸在60 mm以下区域的测试效果并不明显。最后,在对一特定损伤区域进行栅格化处理的基础上,通过开展基于麦克风冲击共振法的损伤成像测试,对该脱空区域的平面轮廓进行了有效识别。除此之外,将试验测试效果分别与传统红外热像检测法、超声波探测法进行了对比分析,验证了该麦克风冲击共振法能够较好地适用于钢-混组合结构的脱空损伤识别问题当中,且具有非接触式、测试成本低、识别效果显著及操作便捷等优点。     

砌体和钢混结构建筑群的破坏概率模型研究

通过对已有震害预测的易损性矩阵进行研究,对目前易损性矩阵的概率模型进行了修改。分析了华南地区建筑群的3种主要结构类型:钢混结构,砖混结构和砖木结构。将3种结构在各种烈度下的破坏状态分别进行了拟合和参数计算,针对其差异性提出了偏态分布和正态分布,给出了不同的破坏概率模型。在广东省惠州市数据的验算下,证明了对于砌体和钢混建筑群易损性矩阵的呈现有一定的参考意义。     

某高层建筑结构动力测试与抗震性能分析

通过测试高层建筑结构在自然环境激励下的动态响应信号,进行动力参数识别,可以验证理论计算结果的准确性,为建筑结构安全评估及损伤识别提供依据,为结构抗震计算和设计提供重要指标。针对某办公楼首先采用脉动法进行动力测试,获得了其固有频率和振型。最后,运用有限元方法对该结构进行模态分析和抗震计算,结果表明:实测动力特性结果与计算结果符合较好,结构抗震承载力满足要求,利用该检测方法可以较好的把握结构的整体性能。     

多塔楼高层建筑连廊结构的柔性连接设计及试验研究

本文提出了高层建筑多塔楼连廊结构采用柔性连接方式,并进行了结构抗震分析和模拟地震振动台试验研究。计算和试验结果表明连廊采取柔性连接后,结构在连廊连接处的受力状况得到改善,结构的基底剪力明显减小,柔性连接有一定的耗能能力,提高了建筑物的抗震性能。     

某高层建筑结构模型振动台试验研究及有限元分析

本文对于复杂体型高层建筑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１：５０比例的高层建筑模进行了振动台模型地震试验,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。