地震动选择及输入顺序在振动台试验中的应用研究

振动台试验中,经过相似理论设计的缩尺模型,经历一系列特定顺序地震波的输入,激励起模型结构的动力非线性行为,来研究和评价结构的抗震性能。因此对于表现出非线性行为的模型结构来说,振动台试验是个不可逆过程。因此如何选择地震波,以及如何确定地震波的输入顺序,对振动台试验成功与否,显得尤为重要。重点介绍振动台试验的选波方法以及地震波的输入顺序,并将该方法应用到再生混凝土框架模型振动台试验,通过试验结果验证了该方法的正确性。试验结果表明,通过该方法选波,能准确合理地评价结构的抗震行为。     

广州珠江新城西塔振动台试验研究

广州珠江新城西塔工程为超高层建筑结构,进行了模拟地震振动台试验。为了使得振动台试验获得良好效果,在该工程结构振动台试验的模型设计阶段进行了模型结构简化、相似比设计、模型结构构件设计和模型节点构造设计。对模型构件和节点进行试验研究,结果表明模型构件和节点与原型结构构件和节点的刚度、承载力相似关系均符合要求,保证模型与原型的弹性相似和破坏形态的相似,保证了振动台试验结果的准确性,并为类似工程的振动台试验工作提供了良好的基础和借鉴。     

大型振动台试验模型场地土的配制方法北大核心

基于相似比理论,将锯末和砂两种材料按一定比例混合,配制出了用于大型振动台试验的模型场地土。在相似关系控制方程的基础上,对不同配比的模型土进行了动三轴试验,得到了模型土的动应力-应变滞回曲线。经过数据处理,得到了不同配比模型土的动剪切模量以及相应的动剪切模量比-剪应变和阻尼比-剪应变动力特性曲线。将试验结果与原状土动力性质相比较,最终找出了满足本文相似比理论和振动台试验要求的模型土最优配比。该方法为今后类似的振动台试验模型土的配制提供了借鉴。     

大型振动台试验模型场地土的配制方法

基于相似比理论,将锯末和砂两种材料按一定比例混合,配制出了用于大型振动台试验的模型场地土。在相似关系控制方程的基础上,对不同配比的模型土进行了动三轴试验,得到了模型土的动应力-应变滞回曲线。经过数据处理,得到了不同配比模型土的动剪切模量以及相应的动剪切模量比-剪应变和阻尼比-剪应变动力特性曲线。将试验结果与原状土动力性质相比较,最终找出了满足本文相似比理论和振动台试验要求的模型土最优配比。该方法为今后类似的振动台试验模型土的配制提供了借鉴。     

基于耗能能力等效的黏滞阻尼器相似设计方法研究

带黏滞阻尼器结构振动台试验模型设计中,黏滞阻尼器的相似设计成为关键一环。从既有理论分析入手,研究阻尼器最大出力和运动幅值保持不变的情况下,速度指数的变化对耗能的影响。以重庆某带黏滞阻尼器减震结构为原型结构,分别进行基于阻尼力等效原则和耗能能力等效原则的黏滞阻尼器相似设计,对比分析两种方法结果,分析基于耗能能力等效方法的优越性,以期为今后带黏滞阻尼器结构振动台试验模型设计提供参考。     

振动台结构模型试验概述

简述了振动台模型试验的意义及试验类型、振动台的分类及相关技术、试验模型的模型相似理论对试验的影响、相关试验的步骤以及设计,并结合目前的发展趋势对未来的振动台技术作出简要展望。     

摩擦摆隔震结构振动台模型设计方法研究北大核心

随着隔震技术的应用发展,摩擦摆支座作为一种新颖的隔震支座,已逐步在国内外工程中使用。摩擦摆隔震结构的振动台试验模型设计方法具有特殊性,对其特殊性的把握将直接影响振动台试验的结果。以西昌(9度区)某基础隔震高层框架-核心筒结构为原型结构,研究了摩擦摆隔震结构的振动台试验模型设计的核心方法,包括模型整体相似关系、隔震支座数量等效、隔震层相似关系、隔震层等效以及模型支座参数确定,以期为今后摩擦摆隔震结构振动台试验模型设计提供参考。     

摩擦摆隔震结构振动台模型设计方法研究

随着隔震技术的应用发展,摩擦摆支座作为一种新颖的隔震支座,已逐步在国内外工程中使用。摩擦摆隔震结构的振动台试验模型设计方法具有特殊性,对其特殊性的把握将直接影响振动台试验的结果。以西昌(9度区)某基础隔震高层框架-核心筒结构为原型结构,研究了摩擦摆隔震结构的振动台试验模型设计的核心方法,包括模型整体相似关系、隔震支座数量等效、隔震层相似关系、隔震层等效以及模型支座参数确定,以期为今后摩擦摆隔震结构振动台试验模型设计提供参考。     

巨子型有控结构体系模型设计及振动台试验研究

以相似理论为基础,提出装配式巨子型有控结构体系(MSCSS)的模型设计方法,用振动台模拟地震激励对4巨层MSCSS进行缩尺模型试验。试验中用锤击法对模型进行模态分析,验证模型试验的可行性。通过采集MSCSS与巨子型框架结构(MFS)顶层的加速度响应结果,并与软件计算结果对比,表明振动台试验结果与有限元计算结果吻合度高,MSCSS较之MFS有较好的控制效果。     

钢筋混凝土结构小比例尺模型设计方法及相似性研究

为使试验结果能准确地反映原型的抗震性能,对模型的设计方法进行研究,分别按以承载力相似新方法和配筋率相同的常用设计方法设计模型构件,进行伪静力试验,把试验结果与原型构件试验结果进行对比分析;结果表明:等配筋率的设计方法易高估原型结构的力学性能,而承载力相似设计方法的试验结果误差较小。针对振动台试验中采用逐级加载方式给试验结果带来的误差,提出分级相似关系,即在每级次地震动输入后测得模型频率,根据自振频率比和弹性模量比之间的关系,来改变下阶段试验的弹性模量比,从而调整下一阶段相似关系来减小误差;且应用分级相似关系进行振动台试验,将试验结果与不采用分级相似关系的试验结果及直接对模型进行一次性输入的试验结果进行对比,验证分级相似关系的可行性,并提出分级相似关系的适用范围。     

模拟地震振动台模型实用设计方法

本文根据振动台模型试验的经验，介绍了模拟地震振动台试验设计的实用流程和设计思路；提出了不用明确求出π数表达式的似量纲分析法，来求解各相似常数；并阐明考虑模型混凝土强度和钢筋强度之间采用不同的相似系数的原更口以及模型设计中的一些注意事项。     

单层钢框架结构振动台试验与数值模拟对比分析

基于振动台试验结果,采用有限元分析软件ETABS和时程分析法分别模拟单层钢结构模型在不同的地震波及地震加速度峰值条件下的地震反应。在相同加速度峰值的地震波作用下,模型结构的地震反应数值模拟结果与振动台模型试验实测结果吻合良好,证明本文的分析模型及方法是可行的,可作为振动台结构模型试验的辅助工具。     

Detail design,building and commissioning of tall building structural models for experimental shaking table tests

In the areas of seismic engineering, shaking table tests are powerful methods for assessing the seismic capacity of buildings. Since the size and capacity of existing shaking tables are limited, using scale structural models seems to be necessary. In recent years, many experimental studies have been performed using shaking table tests to determine seismic response of structural models subjected to various earthquake records. However, none of the past research works discussed practical procedure for creating the physical model. Therefore, in this study, a comprehensive procedure for design, building and commissioning of scale tall building structural models has been developed and presented for practical applications in shaking table test programmes. To validate the structural model, shaking table tests and numerical time history dynamic analyses were performed under the influence of different scaled earthquake acceleration records. Comparing the numerical predictions and experimental values of maximum lateral displacements, it became apparent that the numerical predictions and laboratory measurements are in a good agreement. As a result, the scale structural model can replicate the behaviour of real tall buildings with acceptable accuracy. It is concluded that the physical model is a valid and qualified model that can be employed for experimental shaking table tests. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

地震模拟振动台的基础设计研究

在设计动力机器基础时,需要对基础进行动力分析,可以依据的动力分析方法包括我国《动力机器基础设计规范》方法、Lysmer比拟法和美国《基础工程手册》中描述的方法等。大型地震模拟振动台的基础与一般的动力机器基础有着明显区别,具有尺寸大、推力大和工作频率范围宽等特点,对于设计这类基础时能否继续沿用上述动力机器基础的计算方法,本文进行了分析和探讨。以某单位6m×6m三向六自由度大型地震模拟振动台的基础为例进行了计算分析,结果表明,美国《基础工程手册》中的方法,在分析计算大型振动台的基础时具有更高的准确性和可靠性。     

结构-地基相互作用振动台试验中土体边界条件的模拟方法

本文比较了以往试验中采用的几种边界模拟方法,认为采用柔性容器的效果较好。结合本试验的实验情况,设计制作了一个柔性的模型容器。三次自由场运动振动台试验的结果表明,距边界一定距离的测点与土体表层中心测点的反应基本相同,说明边界对内部土体的影响很小,容器较好地消除了边界效应对土体地震反应的影响,土体边界条件模拟的设计是成功的,为进行结构－地基相互作用体系的振动台试验提供了条件。     

弹塑性位移谱法与振动台试验比值的数值分布特征

本文将弹塑性位移谱法的计算结果与12层钢筋混凝土模型框架结构振动台试验作了比较。振动台输入峰值加速度依次为:0.090、0.2580、.388、0.517、0.646、0.775和0.904g。利用弹塑性位移谱法计算出各工况下模型框架的楼层位移和层间位移角需求及其与试验结果的比值,讨论了楼层位移比、层间位移角比随输入峰值的变化情况,以及楼层位移比、层间位移角比的数值分布特征。比较分析可知:弹塑性位移谱法的计算结果较为接近结构的真实地震反应,可在基于性能的抗震设计中应用。     

桩-液化土相互作用p-y曲线修正计算方法研究

利用大型振动台桩–土–承台试验,以API规范为基础,提出可液化土层中桩基动力p–y曲线双参数修正方法及修正计算公式,解决目前API规范折减系数法计算可液化土层中桩基动力p–y曲线不符合实际、工程设计上难以接受的问题。采用4种不同密度可液化砂土层等幅波振动台试验,以砂土密度作为主要控制因素,对API规范计算公式中土体初始模量和极限土阻力这两个参数进行修正,提出修正系数。采用地震波输入大型振动台桩–液化土–承台相互作用试验进行验证,结果表明所提修正公式与试验结果较为符合。修正公式保留了API规范的基本模式,修正系数表达简单明了,物理含义明确,具备工程应用前景。     

饱和砂土振动液化过程中桩土相互作用的试验研究

采用自主研发的振动台试验装置模拟饱和砂土的振动液化过程,振动台试验装置进行了两点创新:一是振动台模型试验箱采用密闭装置,通过气压对饱和土层施加10kPa的上覆压力从而模拟了工程实践中上覆土层的压力;二是模型试验桩桩顶安装桩头重物,模拟上部结构对桩基础的约束作用;试验过程中对不同土层深度处的孔隙水压力、振动台台面和桩顶加速度、桩身应变进行了实时数据采集,数据结果合理,为后续理论分析提供了可靠的试验数据。     

子结构地震模拟振动台试验方法研究

为了有效地解决地震模拟振动台受制于试验结构在尺寸和质量方面的局限性、降低试验费用、扩展地震模拟振动台的使用功能、提高抗震试验的真实性以及准确性,阐述了三种子结构地震模拟振动台试验方法,即：带作动器的子结构试验方法、带有可控制质量系统的子结构试验方法和带有橡胶-阻尼系统的子结构试验方法.并列举了国内外已完成的部分试验,这些试验验证了所提出的子结构地震模拟振动台试验方法的有效性和适用性,促进了子结构地震模拟振动台试验方法的发展.