加装减震装置的特高压复合材料支柱绝缘子振动台试验研究

为研究复合材料电气设备抗震性能与减震技术应用效果,对特高压复合支柱材料绝缘子进行了抗震与减震地震模拟振动台试验,研究了设备动力特性和地震响应。白噪声试验结果表明:该复合材料支柱绝缘子在安装减震器后第1阶频率由1.11 Hz降低到1.04 Hz,表明减震器对设备结构的整体刚度影响较小。3种地震波试验结果表明:设备地震响应与地震动峰值加速度在抗震试验中呈线性变化关系,但在减震试验的应力响应中呈非线性变化关系;设备安装减震器后,试验地震动峰值加速度越大,减震效率越高,最高达到了66.32%;而位移减震率与地震动峰值加速度无明显规律,最大位移减震率为49.36%。试验研究结果表明:试验设备安装减震器后抗震性能得到显著提升,为复合材料电气设备抗震性能研究与减震技术应用提供了参考依据。     

特高压互连电气设备减震性能振动台试验

为研究铅金属减震器对特高压互连电气设备的减震效果,进行由硬管母线连接的特高压避雷器设备和电容式电压互感器设备组成的互连耦合体系的地震模拟振动台试验。通过白噪声扫频、抗震及减震试验,测定互连耦合体系抗震结构及减震结构的自振频率以及关键部位的应变、加速度响应。试验结果表明:抗震结构中避雷器设备的最大应变响应大于互感器设备,互连耦合体系中的避雷器设备属于易损设备;安装减震器后互连设备频率降低幅度较小,减震器基本不会影响电气设备的正常运行;安装减震器后互连耦合体系中的避雷器设备和互感器设备在较大峰值加速度地震波作用下,设备顶端加速度响应和最大应变响应均有较大幅度的降低,避雷器设备和互感器设备的最大应变响应的减震效率分别为75%和50%,减震效果显著,减震器的应用大幅提升了互连耦合体系的抗震能力。     

特高压气体绝缘开关设备瓷套管抗震性能研究

为评估某型号1 100kV特高压(UHV)气体绝缘开关设备(GIS)瓷套管的抗震性能,将其连同支撑筒体与支架一起安装在振动台上,开展特高压气体绝缘开关设备瓷套管振动台试验。试验采用符合特高压标准反应谱的人工波激励该瓷套管,得到瓷套管关键部位的加速度、位移和应变响应。运用数值仿真软件ABAQUS对该振动台试验进行数值仿真研究,分析试验模型的自振频率、套管根部应力和套管顶端相对位移,得到与试验结果吻合较好的结果,证明该数值仿真模型的有效性。通过数值仿真的手段研究套管固有频率和本体(支撑筒体和支架)刚度的变化对套管抗震性能的影响,结果表明:该套管固有频率在一定范围内变化时,其地震响应相对较小;随着本体刚度的增大,套管根部最大应力与套管顶端最大相对位移均呈下降的趋势,因此适当增大本体的刚度可以降低套管的地震响应。     

抗震与减震结构的能量分析方法研究与应用

本文总结了抗震,减震结构能量分析方法的研究及其在设计中的应用情况,包括能量垢要领和原理,结构能量反应方程的建立、地震动总输入能量及结构各部分能量的分析,计算方法及其影响因素,并对能量分析方法与设计方法在抗震,隔震及耗能减震结构体系中的应用做了介绍,提出了该方法在今后研究与应用中应注意的若干问题。     

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。     

复合隔震墩性能试验研究

为了在广大农村地区推广基础隔震技术,开发了一种由钢筋和混凝土构成的复合隔震墩并对其进行了试验研究。介绍了该装置的设计制作及工作原理,通过拟静力试验确定其竖向力学性能。并以刚体试块代替刚度较大的砌体建筑物对复合隔震墩进行振动台模拟地震试验,研究复合隔震墩在三维振动情况下的隔震性能,试验结果表明,复合隔震墩吸收了大部分地震能量,刚体试块加速度较输入加速度降低70%以上,减震效果明显,且造价低廉,适合于我国广大农村地区及发展中国家采用。     

基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(Ⅱ):振动台试验

通过模型振动台试验研究了基于位移设计的钢筋混凝土桥墩的抗震性能。以完成的拟静力试验中的桥墩试件为参考原型,利用基于位移抗震设计方法和现行桥梁抗震规范方法设计了4根1:2的钢筋混凝土桥墩试件并进行了模型振动台试验。对小震、中震和大震作用下桥墩试件的破坏形态、加速度和位移反应、位移延性系数和地震总输入能(耗能)等方面进行了比较分析。综合拟静力试验和振动台试验结果,可以认为基于位移设计的钢筋混凝土桥墩能够达到预期的延性抗震要求。     

梁柱-板柱组合结构(住宅)体系模型振动台试验研究

梁柱-板柱组合结构(住宅)体系由上部大开间板柱结构和底部框架结构构成，是一种可持续发展的新型结构形式。通过两个12层l：15模型的振动台对比试验，探讨其动力特性、地震反应和破坏情况。试验表明，该体系的抗震性能介于框架结构和板柱结构之间。总层数在12层以下时，不设剪力墙的该体系在7度区基本上满足规范要求，合理设置剪力墙后可用于8度区。     

9度区某超高层结构抗震与减震设计研究

乌兹别克斯坦某银行大厦,结构高度147.1 m, 9度抗震设防,采用钢筋混凝土框架-核心筒体系和组合减震技术。详细论述了该工程的体系选择、抗震和减震设计中面临的技术挑战,以及采取的应对措施。研究表明,9度区超高层结构采用钢筋混凝土框架-核心筒体系时,纯抗震体系无法满足水平位移限值以及构件承载力控制要求,为此采取了组合减震技术,即悬臂桁架黏滞阻尼器减震与金属连梁阻尼器减震措施,分别解决不同地震水平下的整体结构和构件设计问题,通过计算明确了减震措施所能达到的效果。另外,对9度区超高层减震效率和减震产品吨位等关键问题进行了讨论。通过制定合理的性能指标,并对抗震和减震措施进行充分优化和论证,最终保证了结构在不同阶段的性能满足设计要求。     

带减震支座的T型开关设备地震响应分析及试验研究

已有震害资料表明,支柱类设备具有较高的地震易损性。本文中提出使用钢丝绳及液压阻尼器组成的复合减震支座减小T型旁路开关的地震响应。本文首先分别对固定支座、钢丝绳阻尼器支座和复合支座的旁路开关进行有限元分析。随后对带复合减震支座的旁路开关进行了振动台试验,识别设备多阶振型,利用加速度响应及质量分布计算各截面弯矩,使用频响函数推算支座的减震效果。结果表明,液压阻尼器可以在钢丝绳阻尼器的基础上进一步减小设备的应力及位移响应。T型旁路开关基频较低且易受到高阶振型影响,设备支柱绝缘子中上部加速度响应最大,顶部位移最大而根部应力最大。减震支座能将设备的应力和位移响应减小大约50%,且设备的应力响应满足安全系数要求。     

饱和软土自由场地地震反应特性振动台试验

为了解软土自由场地地震反应特性,开展饱和软土自由场地地震反应特性大型振动台模型试验。分别从模型体系自振特性、震陷位移及不同土层深度测点的加速度、动孔压比等动力响应指标方面,较为深入和全面地分析饱和软土自由场地地震反应规律、破坏机理。同时还分析模型箱的"边界效应"以验证试验土箱的合理性、有效性和测试仪器性能,并由此进一步确定模型地基有效工作区域。研究表明:(1)地震动作用下,饱和软土自由场地特征频率降低,阻尼增大;(2)饱和软土自由场地对水平输入地震波具有短周期滤波、长周期放大效应,且强震作用下地基失效并表现为减隔震作用;(3)饱和软土自由场地动孔压比优势区域位于浅埋土层,并随着输入地震动强度的增大,该区域动孔压比优势逐渐减弱。该研究可为非自由软土场地试验研究提供必要的技术经验。     

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。     

景观建筑挡土墙优化设计后抗震性能的实验测试研究

目前的景观建筑设计中往往更注重建筑的景观性,而忽略了建筑的安全稳定性,导致景观建筑的整体抗震效果较差,在景观建筑设计中加入挡土墙设计可以有效提高其抗震性。为此,设计一种具有一定抗震性能的景观建筑挡土墙,利用建筑施工过程中保留的复合纤维材料、建筑垃圾以及纤维绳等作为土墙填充物,并加入具有一定抗拉能力的拉筋材料,以保持土墙内部的稳定性。考虑景观建筑通常注重外观视觉效果,使用"平改坡"设计,在墙体表面种植具有一定视觉冲击的植物,增加土墙自重,促进土墙整体结构的稳定性。分析挡土墙后面无限倾斜填土受力状态,选取菱形微小单元体作为研究对象,计算景观建筑的挡土墙土压力强度。实验证明,优化设计的景观建筑挡土墙结构可以有效增强景观建筑的整体抗震能力。     

钢管混凝土桥墩抗震性能试验研究

为研究钢管混凝土桥墩的抗震性能,对钢管混凝土桥墩和钢筋混凝土桥墩进行了拟静力对比试验研究。根据试件的破坏发展过程以及各试件的滞回曲线和骨架曲线,分析了其滞回性能、耗能能力、延性、强度退化及刚度退化等抗震性能。试验结果表明,钢管混凝土桥墩的抗震性能明显好于钢筋混凝土桥墩。在含钢率和轴力相同的情况下,钢管混凝土桥墩的滞回曲线比钢筋混凝土桥墩丰满得多,前者的耗能能力约为后者的4.46倍,钢管混凝土桥墩的延性大于钢筋混凝土桥墩;随着轴压比的增大,钢管混凝土桥墩延性有所下降,强度退化加快,但对其刚度退化的影响不大。     

Experimental study of dynamic damage of an arch dam

Seismic responses of a 292‐m high arch dam were studied by experiment on a shaking table. The model system included the arch dam with contraction joints, a part of a reservoir, and a partial foundation with a topographic feature near the dam. Potential rock wedges on the abutments and the mechanical properties including uplift on the kinematic planes were carefully simulated. A damping boundary consisting of a viscous liquid was introduced to simulate the effect of dynamic energy emission to far field, which made the dynamic interaction between the dam and the foundation be adequately represented in the model test of an arch dam system. Dynamic responses of the arch dam system under a sequence of seismic loadings in increasing strength were examined. Eleven cracks or overstresses on the model dam due to the earthquake excitations were observed, and consequently, its natural frequency dropped by about 14%, but the model dam was stable under the hydrostatic load of the impounded water after the test. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Experimental study of seismic overloading of large arch dam

A dynamic overloading model test has been carried out on a shaking table for an arch dam of 278 m in height to investigate its behaviours under strong earthquake. The model system included the arch dam with contraction joints, part of reservoir, partial foundation rock with topographic feature near the dam. A damping boundary consisting of viscous liquid has been used to simulate the effect of dynamic energy emission to far field, which made the dynamic interaction between dam and foundation in model arch dam system be represented properly. Three sets of different seismic waves of design level have been used as the input to investigate the difference in the responses of arch dam. Artificial waves of different levels have been used to verify the behaviours of arch dam under seismic overloading. Since the opening of joints during strong earthquake reduced the response acceleration and tensile arch stress, cantilever stress on downstream face exceeded the tensile strength first for the model dam. And the arch dam responded in a non‐linear way when input seismic load increased. Some cracks appeared near abutments, and the damage made the natural frequency of arch dam to drop obviously, but the static function did not seem to change for the model tested. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

孤立山体地震动力响应的振动台试验研究

设计并完成1∶10的孤立山体大型振动台模型试验。试验模型尺寸为4.4m×4.4m×1.8m(长×宽×高),该模型表面共包含30°、45°、50°及60°四个不同坡度的坡面。通过输入不同类型、幅值、频率的地震波,探讨地震作用下孤立山体模型的地震动力响应规律以及地震动参数对其的影响。采用三维局部坐标系,即山体的临空面方向L、坡面走向方向M及竖直方向N来对试验结果进行分析。试验结果表明:随着坡面角度的增大,临空面方向、竖直方向峰值加速度的高程放大效应逐渐增强,当坡面角度为45°,加速度放大效应突然增大,当坡面角度为50°,加速度放大效应渐趋平缓,而边坡走向方向的峰值加速度高程放大效应基本上不随坡面角度的增大而变化,其台阶也相对较为平缓;随着输入PGA的增大,临空面方向、坡面走向方向及竖直方向峰值加速度的高程放大效应逐渐减小,表现出"量级饱和"特性。试验结果有助于揭示边坡在地震作用下的失稳机制,为边坡工程的抗震设计提供有益的参考。     

岩质高陡边坡地震动响应规律的振动台试验研究

设计并完成了1∶10大比例尺的边坡大型振动台模型试验,试验模型尺寸为4.4m×4.4m×1.8m(长×宽×高),斜坡模型表面包含30°、45°、50°、60°四个不同坡度的坡面,模拟岩体材料采用重晶石粉、河砂、石膏、黏土和水按比例配制而成。通过输入不同类型、幅值、频率的地震波来研究模型边坡的动力响应规律,在试验数据分析中采用三维局部坐标系。试验结果表明:边坡临空面方向和竖直方向的加速度高程放大效应随坡面角度的增大而增强,在坡面角度由45°→50°变化时增长趋势呈明显"台阶状"形式,而边坡走向方向的峰值加速度高程放大效应基本不随坡面角度变化;边坡各向的峰值加速度的高程放大效应随着输入地震波幅值的增大而减小,表现出"量级饱和"特性;加速度傅里叶谱的频谱成分随着高程的增大,边坡岩体对于试验模型自振频率f周围的频率成分具有显著的放大作用,而对于其他频率成分则具有滤波作用;加速度反应谱沿高程的形状基本一致,并且卓越周期对应的反应谱幅值沿高程具有一定的放大作用,而在其他周期T处,尤其是长周期部分(低频部分)则存在一定的减小作用,对于临空面方向来讲,具有明显的波峰现象。试验结果有助于揭示边坡在地震作用下的失稳机制,为边坡工程的抗震设计提供有益的参考。