错位转换层位置对高层建筑抗震性能影响的研究

本文采用有限元程序对设有错位转换的高层结构进行了空间时程地震反应分析,论述了错位转换层整体位置、错位转换层相对位置对结构动力特性、动力反应及竖向构件内力的影响。分析结果表明,错位转换层整体位置的变动及相对变动对结构周期、主要振型和相对位移影响不大;随着错位转换层整体向上移动,在转换层处的层间位移角的突变会加剧;当两错位转换层相距3层左右时,高层结构地震反应最不利;错位转换层的存在会使两错位转换层附近的竖向构件内力发生突变,设计中应予以加强。     

大跨度钢桁架转换结构振动台试验研究

以某带高位大跨钢桁架转换结构高层建筑为工程背景,进行了1/25缩尺比例的模型振动台试验,通过粘贴在钢桁架杆件上的应变片,测试了输入不同加速度峰值地震波作用下钢桁架的地震响应。在加速度峰值0.9g地震波作用下,两端支承钢桁架筒体剪力墙才出现裂缝,表明连接部位剪力墙受力性能较好;人工波作用下结构的地震响应最大,层地震作用力在钢桁架转换结构层有突变;试验中随模型结构裂缝发展和抗侧刚度衰减,层地震作用力分布发生变化,其中钢桁架转换结构层承担地震力相对减小,钢桁架应变反应也相对趋缓;钢桁架两端杆件受力较大,表明支承剪力墙对钢桁架的约束作用较大。     

高层结构考虑土与地下室相互作用的振动台试验和理论分析

采用振动台试验研究了土与地下室相互作用对带多层地下室高层错位转换结构地震反应的影响。在7度小震阶段对比研究了其地下室周围有土及砂等介质约束和无约束情况下的动力特性和动力反应。在7度中震及大震阶段,土与地下室相互碰撞现象被发现。采用有限元方法非线性模拟了土与地下室相互碰撞对高层结构反应的影响。试验及分析表明,水平地震作用下土与地下室相互碰撞会对高层结构,特别是在±0.000附近部位产生不利反应,大震作用下并能造成一定程度的破坏。     

装有粘弹性阻尼器的钢筋混凝土结构振动台试验

对一装有粘弹性阻器的1：5钢筋混凝土框架结构进行了振动台试验，首先介绍了振动台试验的概况，然后对试验结果作了分析，试验结果表明：粘弹性阻尼器能增大结构的阻尼和刚度，减小结构的动力反应。     

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。     

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。     

高位转换框支剪力墙高层建筑抗震性能研究

本文通过对一个1：25比例的高位转换框支剪力墙结构高层建筑模型的模拟地震振动台试验,分析研究了高位转换高层建筑的自振特性、阻尼比、地震反应特征、破坏形态和破坏机理。应用三维有限元程序对结构的抗震性能进行了深入探讨,试验与计算值符合较好。成果可供高位转换结构设计和编制有关规程时参考。     

某大型升船机塔柱结构模型振动台试验研究

本文介绍某大型升船机塔柱结构这一门式连体结构1/25缩比结构模型的振动台试验研究结果。试验中考虑了不同加速度记录、单向或多向同时激励等不同激励方式、加速度峰值以及船厢不同工作位置等因素的影响。试验结果表面,由于塔柱结构对称性强,塔柱结构的响应以单向响应为主,双向或三向同时激励下塔柱结构的响应可由单向激励下的响应合成;沿塔柱高度其纵横向的最大加速度响应包络图呈S形分布,在10层附近塔柱的加速度响应较小,此特征不受输入方式及输入地震动不同的影响;随着激励水平的提高与模型损伤的积累,塔柱水平加速度动力放大系数沿高度趋于均匀;船厢不同工作位置对塔柱结构的动力响应影响很小,但对船厢和塔柱结构间耦合力的影响显著,船厢处于最高位时耦合力最大。基于试验结果,得出现有设计结果可以保证该升船机塔柱结构在设计地震下的安全并有足够的安全储备。     

错位转换高层建筑结构水平地震作用下的扭转反应研究

根据中国规范设计了一总层数为40层的错位转换高层建筑结构,为对比分析需要另设计具有相同楼层数的两带单层转换高层建筑结构。采用Etabs和Satwe对比分析了三结构在水平地震作用下的相对位移比、层间位移比沿楼层分布情况;其相对扭转角、层间扭转角、层间有害扭转角的分布特点;顶层角点扭转位移轨迹。研究分析表明,错位转换高层结构的扭转反应远大于同类带单层转换高层结构的反应;对单层转换结构采用位移比不能很好反映其扭转反应,而结构扭转位移角沿楼层分布规律更能体现其扭转反应特征。     

小高宽比隔震结构双向输入振动台试验研究及数值分析

本文对高宽比为2.5的普通钢框架隔震结构模型,采用多种不同的地震动进行了水平向和竖向双向地震输入的振动台试验研究,并利用时程分析法完成了模型结构地震反应的数值分析。试验结果表明,高宽比隔震结构在水平向和竖向双向输入情况下隔震层基本上不会进入拉伸应力状态,即使在9度大震E l Centro和Hach inohe波输入时,隔震层支座仍以受压为主。因此小高宽比隔震结构在场地好的情况下,结构不会出现倾覆,仅需考虑软弱土场地的受拉情况。试验发现竖向地震输入对小高宽比隔震结构水平反应的影响相当小;对小高宽比隔震结构进行水平向地震反应分析时,可以忽略竖向地震对结构的影响。     

Seismic response of underground utility tunnels: shaking table testing and FEM analysis

Underground utility tunnels are widely used in urban areas throughout the world for lifeline networks due to their easy maintenance and environmental protection capabilities. However, knowledge about their seismic performance is still quite limited and seismic design procedures are not included in current design codes. This paper describes a series of shaking table tests the authors performed on a scaled utility tunnel model to explore its performance under earthquake excitation. Details of the experimental setup are first presented focusing on aspects such as the design of the soil container, scaled structural model, sensor array arrangement and test procedure. The main observations from the test program, including structural response, soil response, soil-structure interaction and earth pressure, are summarized and discussed. Further, a finite element model (FEM) of the test utility tunnel is established where the nonlinear soil properties are modeled by the Drucker-Prager constitutive model; the master-slave surface mechanism is employed to simulate the soil-structure dynamic interaction; and the confining effect of the laminar shear box to soil is considered by proper boundary modeling. The results from the numerical model are compared with experiment measurements in terms of displacement, acceleration and amplification factor of the structural model and the soil. The comparison shows that the numerical results match the experimental measurements quite well. The validated numerical model can be adopted for further analysis.     

复杂退台高位转换高层建筑振动台试验与分析

对一幢具有转换层的复杂退台式框架剪力墙高层建筑的1/35缩尺模型进行了模拟地震振动台试验,深入研究该结构的动力特性和地震反应特征.试验及理论分析表明:该结构的抗震性能基本满足现行规范要求;由于结构上部逐渐退台,因而结构顶部有较明显的鞭端效应;结构首层和结构转换层及其相邻层的剪力墙、转换层上下层柱是受力较大的区域,应当局...     

中海名都高层住宅结构模型模拟地震振动台试验研究

中海名都高层住宅是一结构布置较为复杂的高层建筑。其特点是:底部1~3层是具有落地核心筒的大空间结构,上部4~33层为由四个剪力墙筒单元和作为楼电梯间的剪力墙核心筒组成的剪力墙结构,四个剪力墙筒单元与核心筒由局部楼板连接,上下部通过三层顶的梁式转换层衔接成为整体。作者设计了一个1∶20的结构模型,并对其进行了多种地震动的26种工况下的振动台试验,获得了充分的动力反应信号数据,从结构的宏观整体动力反应和预期地震作用下的受力特点的角度,给出了模型结构的自振特性和输入波下的动力反应,得出了一些有益的结果。试验研究表明,该结构在设防烈度所对应的地震作用下具有良好的抗震性能,在大震作用下仍具有良好的工作能力;中间核心筒和四个剪力墙单元在整个试验过程中具有良好的整体工作能力,并没有出现不稳定的现象。     

带SRC桁架转换层及钢加强层高层建筑抗震性能研究

本文对一座设置钢骨混凝土桁架转换层及两道钢桁架加强层的超高层建筑结构模型振动台试验结果进行了分析,发现Ⅶ度小震和中震阶段在下部转换层和中部加强层加速度突变较大,而上部加强层突变较小：在Ⅶ度大震阶段由于转换层及其附近楼层裂缝的出现,地震能量转嫁到中部加强层,致使中部加强层加速度突变出现大幅度的增长,该层及附近楼层核心筒墙肢出现一定程度的破坏。采用SAP2000有限元程序对该结构模型进行了小震阶段三维分析,并与试验值进行了对比：从动力特性来看,前几阶周期比较吻合,高阶周期误差较大;从动力反应来看,侧移曲线、加速度包络图、地震作用包络图在整体上符合较好,但在中部加强层和转换层处突变幅度计算值偏小;从层间剪力包络图来看,试验值与有限元计算值都呈现近似直线分布。     

土-地铁隧道动力相互作用的大型振动台试验:试验方案设计

以南京地铁的建设背景为基础,对含有可液化土层的深厚软弱场地上双洞单轨的地铁区间隧道结构进行了大型振动台模型试验研究。根据本次试验的目的和特性,首先给出了模型体系相似比的设计基本原则,并对整个模型体系进行了相似设计,对模型土和模型结构的制备方法和模型材料的物理特性进行了室内试验研究,同时,根据对隧道地震反应分析的数值模拟结果,对传感器的选择及其布置方案进行了分析。最后,根据南京及其周边地区的地震环境,对台面输入地震动的选取及其加载方法进行了具体的阐述。试验结果表明本文对土-地铁区间隧道动力相互作用的大型振动台模型试验的设计方案是合理的,对相关试验结果的整理和分析见另文。     

Study on a new shear wall system with shaking table test and finite element analysis

A new seismic energy dissipation shear wall structure is proposed in this paper. The new shear wall is one with purposely built‐in vertical slits within the wall panel, and rubber belts as seismic energy dissipation devices are installed in the vertical slits. In order to verify this concept, shaking table tests of a 10‐storey shear wall model with rubber belts filled in the vertical slits were carried out, and comparison of seismic behaviour was made between the new shear wall system and a shear wall with reinforced concrete connecting beams as energy dissipation. Furthermore, the seismic behaviour of this new shear wall is analysed by a finite element time history analysis method. The test and analysis show that the new shear wall system has a very good ability to dissipate seismic energy and is easy to use in engineering practice. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

土-地铁隧道动力相互作用的大型振动台试验——试验结果分析

在进行土-地铁隧道动力相互作用的大型振动台模型试验中,分别测出了模型地基的加速度反应、隧道结构的加速度反应、结构的侧向土压力反应和隧道结构的应变反应。本文首先对模型体系的加速度反应实测值进行整理,分析了模型地基的边界模拟效果、模型地基和隧道结构的加速度反应规律。其次,对模型隧道结构的应变实测结果进行了分析,给出了地铁区间隧道在水平向地震动作用下横截面的应变分布规律,分析了模型箱侧壁与地基土以及隧道结构与土体接触面上的动土压力实测结果及其反应的规律。最后,对试验中模型土的液化现象、地震裂缝和地下结构上浮等震害现象进行了描述。