振动台模型试验若干问题的研究共3篇
超限高层建筑结构振动台试验模型设计的研究
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超限高层建筑结构振动台试验模型设计的研究!
钱德玲5 6张泽涵5 6戴启权5 6杨远威5 6蒋玉敏5 6钱礼平3
!5/合肥工业大学土木与水利工程学院" 合肥6374448# 3/安徽省建筑科学研究设计院" 合肥6374445$
66摘6要! 针对超限高层建筑高度高%层数多%整体结构复杂等特点"依据一致相似率对一超限高层建筑进行 振动台试验模型设计& 通过计算探讨超限高层建筑结构模型分别采用人工质量模型%忽略重力模型%欠人工质 量模型三种方式的合理性& 研究结果表明’欠人工质量模型的设计是合理可行的"可以通过附加人工质量来调 整加速度相似比至合理水平"以利于振动台试验的实施& 通过合理的配重模型设计"可以减小重力失真效应造 成的不利影响"从而使振动台试验更加准确地反映原型结构在地震作用下的动力响应和动力特性& 66关键词! 振动台试验# 超限高层建筑# 模型设计# 欠人工质量模型 66!"#’ $%&$’(%) *+,-.+/(%$0%(%%‘
地震模拟振动台及模型试验研究进展
地震模拟振动台及模型试验研究进展1. 本文概述随着城市化进程的加快和建筑工程技术的不断发展,地震灾害对人类社会的威胁日益凸显。
为了提高建筑结构的抗震能力,减少地震灾害造成的人员伤亡和经济损失,地震模拟振动台及模型试验研究成为了工程抗震领域的重要研究方向。
本文旨在综述地震模拟振动台及模型试验的研究进展,分析现有技术的优缺点,探讨未来发展趋势,为相关领域的研究和实践提供参考。
地震模拟振动台作为一种重要的试验设备,可以模拟地震波对建筑物的影响,为研究者提供一种可控、可重复的实验手段。
模型试验则是将实际建筑结构按比例缩小,通过模拟地震作用下的响应,来研究结构的抗震性能。
这两者的结合为抗震研究提供了强有力的技术支持。
本文首先介绍了地震模拟振动台的工作原理和技术特点,然后对近年来国内外在模型试验方面的研究进行了梳理,包括试验方法、试验对象和试验结果等方面的内容。
接着,本文分析了当前研究中存在的问题和挑战,如模型与原型之间的相似性、试验数据的准确性等。
本文探讨了地震模拟振动台及模型试验的未来发展趋势,包括技术革新、数据分析方法的改进以及与其他抗震技术的结合等方面。
2. 地震模拟振动台技术概述定义:地震模拟振动台是一种用于模拟地震作用的实验设备,通过在实验模型上施加特定的振动,来模拟地震时的地面运动。
原理:振动台通过驱动系统产生可控的振动波形,这些波形可以模拟实际的地震波形或特定的地震动参数。
综合模拟环境:结合温度、湿度等环境因素,进行更全面的地震模拟。
3. 地震模拟振动台的发展历程地震模拟振动台的发展可以追溯到20世纪初。
最初,地震模拟振动台主要用于建筑结构的抗震性能研究。
早期的振动台设备简单,只能模拟一维地震波,且模拟的地震波频率范围有限。
这些早期的尝试为后来的研究奠定了基础。
20世纪50年代,随着电子技术和材料科学的发展,地震模拟振动台进入了快速发展阶段。
这一时期的振动台设备开始能够模拟多维地震波,频率范围也得到扩大。
阻尼效应的振动台模型试验研究
atn ain.h l—o rse tu meh d a d HHT ( le t te u t o afp we p cr m t o n Hi r— b
Hu n Tr n f r ) me h d A c r e p n i g n me ia ag a so m t o . o r s o d n u rc l smu a in b t e mo e e t wa d wih Ra l ih a d i lt y h d l t s s ma e o t ye g n C u h y a a s mp in. Re u t o d fe e t a i g a g e d mp s u t o sl s f i r n d mp n f mo e s we e c mp r d A e a ld l s r t n o a d l r o a e . d t i i u ta i f r mo e e l o r r a o a l i lt n b s d o t e e p rme t r s l s e s n b e smu a i a e n h x e i n e u t wa o s
p e e t d rs n e .
成 品镀 锌 钢 丝 网 制 作. 中 , 粒 混 凝 土 弹性 模 量 其 微
E一75 0MP , 0 a 密度 . 19 3 k m_ . 2为 相 0 3 g・ 图 —
应 的传感 器 布置 , 3 模型 试验 照片. 图 为 阻尼 比的计算 , 分别 采用 自由衰 减 振 动方 法 、 白 噪声作 用 下 传 递 函数 的 修 正 半 功 率 谱 法 以及 基 于 HHT( le- a gT a som) Hi rHu n rn fr 的参 数识别 方法 . b
振动台试验中小缩尺比模型材料试验研究
比表面积 ! I43O<Y3 #
7S4
初凝时间 d I(" 30S
表 (N)(&O 级硅酸盐水泥试验结果
9GCSJ(N9JDEFJD[SEDLX)(&O ?LFESGUMHJVJUE
终凝时间 d I("
安定性 d II
4‘ # 抗折强度 d \_)
4‘ # 抗压强度 d \_)
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杨等通过抗折强度和劈裂强度试验对微粒混凝土受 拉性能进行了研究*0+ % 沈 德 建 等 在 试 验 研究 的 基 础上建立考虑应变率和初始静载影响的微粒混凝土 抗压强度和弹性模量计算方法*S+ % 然而"在小缩尺 比的地下结构振动台模型试验中"需采用低弹性模 量微粒混凝土模拟原型结构中的混凝土"且两者的 力学性能之间应满足一定的相似条件% 因此"有必 要对低弹性模量微粒混凝土的性能进行研究%
7R?7:#@7291359=!4 "69B75@133Q5A137@"!73@197:#13 #2 5B1I#2; 91<379759
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高速铁路客站站厅层钢桁架竖向地震振动台试验模型研究
余 志 武 - - , 邬 亮 - 一 , 国巍 . - , 刘 汉云 -
I - _ 一 Ej
( 1 . 中南大 学 土木 工程 学院 , 湖 南 长沙 4 1 0 0 7 5 ;
2 . 高速铁 路 建造技 术 国 家工程 实验 室 , 湖 南 长沙 4 1 0 0 7 5 )
Ab s t r a c t :T h e s t a t i o n h a l l o f T i a n j i n we s t r a i l wa y s t a t i o n wa s r e f e r r e d a n d a d o p t e d t o e x t r a c t t h e ma i n s t r u c t u r a l
YU Zhi wu ,W U L i a n g ,GUO We i ,L I U Ha n y u n ,
( 1 . S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e i r n g ,C e n t r a l S o u t h U n i v e r s i t y ,C h a n g s h a 4 1 0 0 7 5, C h i n a
u n i t s S O a s t o e l a b o r a t e t h e s h a ki n g t a b l e t e s t mo d e l d e s i g n a n d p r o d u c t i o n whi c h c a n r e le f c t t h e s e i s mi c p e r f o r m- a n c e .I n o r d e r t o e n s u r e t h e r e l i a b i l i t y o f t e s t r e s u l t s ,t h e l o n g—s p a n s t e e l t r u s s e s mo d e l wa s d e s i g n e d i n s t ic r t a c c o r d a n c e wi t h t he s i mi l a r i t y r e l a t i o n a nd e q u i v a l e n t p in r c i pl e,a n d e i g h t s a me t us r s un i t s we r e u s e d t o b e t h e b o u n da r y c o n d i t i o ns o f t h e i n t e r me d i a t e t r u s s u n i t . Co mp a in r g t h e d y n a mi c c h a r a c t e is r t i c s o f t h e t e s t mo d e l wi t h t h e c o r r e s p o n d i n g f i n i t e e l e me n t mo d e l ,i t i s s u r e t h a t t he d e s i g n e x p e ime r n t mo d e l me e t s t he r e q u i r e me n t s a n d r e le f c t s v e r t i c a l s e i s mi c r e s p o n s e c h a r a c t e is r t i c s o f t h e p r o t o t y p e s t uc r t u r e . Ke y wo r ds :i n t e g r a t e d b ui l di n g—b id r g e s t uc r t u r e;s t a t i o n ha l l s t r u c t ur e;s h a k i n g t a b l e t e s t;v e r t i c a l e a  ̄h q u a k e
船舶振动设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解船舶振动的基本原理和影响因素。
2. 掌握船舶振动测试方法及数据处理技术。
3. 分析船舶振动特性,优化船舶结构设计。
二、实验原理船舶振动是指船舶在航行过程中,由于各种因素(如波浪、风力、发动机等)引起的船体、船舱等结构的振动现象。
船舶振动不仅影响船舶的舒适性和安全性,还可能对船体结构造成损害。
本实验旨在通过振动测试和分析,了解船舶振动特性,为船舶结构设计提供依据。
三、实验仪器与设备1. 振动测试仪:用于测量船体、船舱等结构的振动加速度、速度和位移。
2. 激励器:用于模拟船舶在航行过程中受到的波浪、风力等激励。
3. 数据采集系统:用于采集振动测试仪的信号,并进行实时处理和分析。
4. 船舶模型:用于模拟实际船舶的振动特性。
四、实验步骤1. 搭建实验平台:将船舶模型固定在实验台上,连接振动测试仪、激励器和数据采集系统。
2. 设置实验参数:根据实验要求,设置激励器的频率、幅值等参数,以及振动测试仪的采样频率、采样点数等参数。
3. 进行振动测试:启动激励器,模拟船舶在航行过程中受到的激励,同时采集振动测试仪的信号。
4. 数据处理与分析:将采集到的信号传输到数据采集系统,进行滤波、频谱分析等处理,得到船舶振动特性参数。
5. 优化船舶结构设计:根据振动特性参数,分析船舶结构设计中的不足,提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 振动加速度测试结果:通过振动测试仪采集到的振动加速度信号,可以看出船舶在航行过程中,船体、船舱等结构的振动加速度较大,尤其在波浪激励下,振动加速度更为明显。
2. 振动速度测试结果:振动速度测试结果表明,船舶在航行过程中,船体、船舱等结构的振动速度也较大,且随频率的增加而增大。
3. 振动位移测试结果:振动位移测试结果表明,船舶在航行过程中,船体、船舱等结构的振动位移较大,尤其在波浪激励下,振动位移更为明显。
六、结论1. 本实验验证了船舶振动测试方法的有效性,为船舶结构设计提供了依据。
振动台模型试验若干问题
国内外桩-土-结构相互作用模型试验概况
1.1 SPSI Tests in University of California,
Berkeley, USA
微粒混凝土强度与弹性模量关系
微粒混凝土强度与弹性模量关系
25000
弹性模量(MPa)
20000 15000 10000 5000 0 0.0 10.0 y = 471.46x R 2 = 0.9429 20.0 30.0 立方体强度(MPa) 40.0 50.0
微粒混凝土强度与弹性模量关系
微粒混凝土强度与弹性模量统计分析
据不完全统计,全世界共有模拟地震振 动台系统约近百套。 目前世界上最大的振动台为日本 NIED 的 15m×20m 六自由度振动台,承载能力 为1200t,将于2005年建成。 我国建成的模拟地震振动台约20套。 国内在建的最大的振动台为 6m×6m 三 向六自由度振动台。
全世界大型的模拟地震振动台统计 (台面负载>50t)(1)
模型材料研究
对于高层钢筋混凝土结构,动力模型材料 一般可由微粒混凝土、镀锌铁丝和铁丝网 制作而成,模型的物理特性主要由微粒混 凝土来决定。 经常采用铜、铝合金以及钢材来模拟钢结 构。
有时也采用有机玻璃制作整体结构模型。 桩土结构作用时,可采用砂、黏土甚至人 造复合土(或重塑土)模拟土体结构。
Flexible Wall Box
Shaking Table Model Tests of Soil-PileSuperstructure Interaction in Soft Clay
地铁车站结构振动台模型试验的研究
地铁车站结构振动台模型试验的研究【提要】:对地下铁道开展建立抗震设计方法的研究正逐渐得到人们的关注。
本文通过分析地下结构振动台试验的现状和难点,在此基础上进行地铁车站结构振动台模型试验。
利用振动台对地铁车站结构进行模型试验在国内尚属首次,试验工作的开展遇到许多困难,如模型箱的形式、模型土的配制方法及其动力特性、相似关系比的确定、传感器类型的选择与布置等。
针对这些困难逐一开展了研究,并提出了解决方法,试验结果表明本文提出的试验方法行之有效。
【关键词】:地下结构振动台试验模型试验地铁车站Abstract: To set up an. aseismic design method and its research for Metro project has won many concerns day by day .The paper by way of analysing the existing conditions, and problems of vibration stand test for underground structure, is to establish model test of vibration stand for Metro station structure.It is the first time in this country to make model test on Metro station structure on vibration stand,encountering much difficulty, such as the oattern of model box, model soil prescription, and its dynamic characteristics, to set up a similarity ratio, a selection of transponders and its arrangement. A Study is going on to tackle them one by one, resulting in offering respective solutions. The findings suggest the method proposed in the article is effective.Keywords: underground structure, vibration stand test, modeltest, metro station.1 引言目前世界各国对地下结构的抗震设计开展的研究还较少,如在我国的《地下铁道设计规范》(GB50157-92)中,对地下铁道的抗震设计还无具体规定。
武汉保利文化广场振动台模型试验
武汉保利文化广场振动台模型试验研究摘要:为了检验武汉保利文化广场结构的抗震性能,采用1:35的比例制作了微粒混凝土缩尺模型结构,在三向六自由度大型模拟地震振动台上进行了试验。
试验采用el centro波、taft波、人工波三种地面运动,加载工况按3个阶段分别进行。
研究了模型结构的动力特性和地震反应。
关键词:振动台试验;相似关系;自振特性1 工程概况武汉保利文化广场为地下4层,地上主楼46层,副楼20层,裙楼8层,副楼顶部5层与主楼相连,形成主、副楼连体建筑。
主楼建筑屋面标高为210m,副楼建筑屋面标高为101.1m,裙楼建筑屋面标高为51.1m。
本工程建筑抗震设防烈度为6度,建筑抗震设防类别为乙类。
根据建设部令第111号《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和2006年9月5日颁布的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,本工程属超限高层建筑工程,且为“塔体显著不同”、“跨度大于24m”的连体结构[1]。
2 地震模拟振动台试验2.1 模型设计与制作[作者简介:李鹏程(1983-),男,江西人,研究生,从事结构工程的研究.(**************)]相似关系的设计在模拟地震振动台试验中占有重要地位。
模型设计最关键的是正确确定模型与原型之间的相似关系。
目前常用的相似关系确定方法有方程分析法和量纲分析法。
本文采用量纲分析法确定各相似关系[2]。
模型与原型的相似关系见表1。
表1 模型与原型的相似关系模型用微粒混凝土制作,材料为水泥砂浆。
水泥为425r号硅酸盐水泥,骨料为粗砂和细砂。
选用不同配合比使微粒混凝土达到不同的强度等级和弹性模量,以模拟原型c35~c60混凝土。
模型钢筋采用回火镀锌铁丝。
根据刚度条件选用直径为18#-22#等多种规格的回火镀锌铁丝。
根据模型和原型配筋率相似的原则进行模型配筋,并满足构造要求。
模型钢管混凝土采用钢管微粒混凝土来制作。
钢管内灌注微粒混凝土,微粒混凝土中加入膨胀剂以防止钢管与混凝土之间离析。
地震模拟振动台试验分析
地震模拟振动台试验分析
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Lab of Prof. Tian Shizhu
§2.8 结构抗震试验方法
地震模拟振动台在抗震研究中的作用。
研究结构的动力特性,破坏机理及震害原因。
验证抗震计算理论和计算模型的正确性。
2
Lab of Prof. Tian Shizhu
中国建筑科学研究院 (国内最大)
台面尺寸:6.1米×6.1米 台面承重:60吨 三方向六自由度
地震模拟振动台试验分析
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Lab of Prof. Tian Shizhu
近年来,振动台阵列开始投入使用。3个振动 台组成一个振动台阵列进行桥梁结构的地震模拟振 动台试验。3个振动台可以在一个方向上同步运动, 也可以根据桥梁实际场地的差异,分别输入不同的 地震波进行试验。这种振动台阵列可以进行较大尺 寸的结构模型试验。
地震模拟振动台试验分析
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Lab of Prof. Tian Shizhu
§2.8 结构抗震试验方法
地震地面运动数据来自地震观测台网的地震记录, 这些地震记录一般为地震地面运动的速度或加速度。 在结构抗震设计中,也是根据地面加速度来计算结 构受到的惯性力。因此,进行振动台试验时,输入 到计算机的地震运动大多为地面运动加速度,相应 的电液伺服作动器的控制目标也应包括加速度。
研究动力相似理论,为模型试验提供依据。
检验产品质量,提高抗震性能,为生产服务。
为结构抗震静力试验,提供试验依据。
地震模拟振动台试验分析
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Lab of Prof. Tian Shizhu
振动台是用来产生模拟地震地面运动,对结构的抗 震性能进行研究。如图为地震模拟振动台的示意图。
振动台试验(终极版)
一、前言模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验,它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法,这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。
另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥了重要的作用,而且其应用的领域仍在不断地扩大。
模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。
20世纪70年代以来,为进行结构的地震模拟试验,国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。
模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合,使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高,并极大地促进了结构抗震研究的发展。
二、常用振动台及特点振动台可产生交变的位移,其频率与振幅均可在一定范围内调节。
振动台是传递运动的激振设备。
振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。
常见的振动台分为三类,每类特点如下:1、机械式振动台。
所使用的频率范围为1~100Hz,最大振幅±20mm,最大推力100kN,价格比较便宜,振动波形为正弦,操作程序简单。
2、电磁式振动台。
使用的频率范围较宽,从直流到近10000Hz,最大振幅±50mm,最大推力200kN,几乎能对全部功能进行高精度控制,振动波形为正弦、三角、矩形、随机,只有极低的失真和噪声,尺寸相对较大。
3、电液式振动台。
使用的频率范围为直流到近2000Hz,最大振幅±500mm,最大推力6000kN,振动波形为正弦、三角、矩形、随机,可做大冲程试验,与输出力(功率)相比,尺寸相对较小。
4、电动式振动台。
是目前使用最广泛的一种振动设备。
它的频率范围宽,小型振动台频率范围为0~10kHz,大型振动台频率范围为0~2kHz,动态范围宽,易于实现自动或手动控制;加速度波形良好,适合产生随机波;可得到很大的加速度。
原理:是根据电磁感应原理设置的,当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用,半导体中通以交变电流时将产生振动。
地震模拟振动台的研究
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1.2国内外振动台系统的发展
1.2.1发展概况
上世纪四十年代首次在士木工程结构上利用地震模拟振动台来模拟地震作用【l・¨,六十
年代以后地震模拟振动台开始被广泛建设【1。到。目前世界上已经建立儿百座地震模拟振动台,
主要分布在日本、中国和美国,其中日本拥有的地震模拟振动台规模最人,数量最多。另外, 墨西哥、加拿人、法国、英国、伊朗、南斯拉夫、前苏联、意人利、罗马尼亚、德国等国在 七十年代中期以后也逐步建造了地震模拟振动台。 抗震试验最初是采Hj野外原犁试验,将强震观测仪器设置在结构物上,等待地震发生时 测量结构物的动力特性参数,但是由于强震少,试验周期K,远远满足不了抗震研究的需要。 后来采用激振器在原型结构物上进行振动米获得数据的方法,但是激振器激励与地震运动还 是有不少的差别。另外也有学者提山直接利川计算分析方法来进行研究,但是由丁.当结构物 进入非线性区J亓其数学模型很雉给出而没有被推行。最后提出了在试验室内建造地震模拟振 动台,将在现场的试验搬到实验室米做,可以获取所需的人量数据,且取得数据的周期可以 大大缩短。 早期地震模拟振动台大部分是机械式振动台,有惯性离心式振动台和连杆偏心式振动台 两种,其基本原理相同。以连杆偏心式振动台为例,当偏心轮转动时,通过连杆机构使上作 台作交变正弦运动,振幅人小通过偏心距的大小来调节,频率通过改变电机转速米凋’肖,由 于机械摩擦和轴承损耗的影响,振动台最大频率一般最人不超过50Hz,有效频率是 O.5-20Hz。机械式振动台的主要优点是结构简单,运行费用低,其振幅与频率变化无关,主 要缺点是频率范围小,运动行程小,高频时波形失真大,并且只能进行正弦波试验,激振也
1
自行组装。由于经费的问题,该套系统是根据先前振动台系统的建设经验和理论分 析白行绢装而成,利用MTS公司动态作动缸和国产台面组合,油源部分与拟静力和 拟动力试验系统共用,根据流苗增没油泵和蓄能器,人人’1,约了成本,同时这种模 式也为其他单位提供实际的经验和参考意义: 系统本身的研究具有开创性。振动台在国内建设了近二十台,在国外建设了儿百台,
阻尼效应的振动台模型试验研究
阻尼效应的振动台模型试验研究楼梦麟1康帅 殷琳(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200012)摘要:本文设计并进行了十层框架的模型振动台试验,分别进行了低频、中频、高频地震波模型试验。
根据模型试验结果,应用不同模型试验数据分析方法(包括自由振动衰减、半功率法和HHT 变换法),得出了模型结构前三阶自振频率及对应的振型阻尼比,再分别采用瑞雷阻尼假定和柯西阻尼假定,进行了相应模型结构地震反应的数值模拟,比较了不同阻尼模型之间的差异,较为详细的描述了如何根据试验结果从而作出较为合理的数值模拟。
关键词:振动台,瑞雷阻尼,柯西阻尼,HHTStudy on damping effect about shaking table testLou Menglin, Kang Shuai,Yin Lin(State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai, 200092)Abstract: This paper designed and conduced a ten-story frame model about shaking table test, carried out themodel test under low frequency, medium frequency and high frequency respectively. According model test results, using different analysis methods, including free vibration attenuation, half-power spectrum method and HHT method. Acquire the first three natural frequency and correspond model damping ratio. Then conduced the corresponding numerical simulation of the model test use Rayleigh and Caughey damp assumption. And compared the differences between different damping models. Described how to make more reasonable simulation according experiment result detailed.Key words : shaking table, Rayleigh damp, Caughey damp, HHT1. 前言阻尼作为结构动力的基本参数之一,对结构地震响应分析有着很大的影响[1, 2],实际地震时耗能有着多方面的影响因素,阻尼的形成机理十分复杂,没有直接的测量和分析方法,使得阻尼问题难以用精细理论来分析,而主要采用宏观总体的表达方法,出现了不同的阻尼模型理论[3, 4]。
振动台模型试验
01建筑结构的整体模型模拟地震振动台试验研究,从模型的设计制作、确定试验方案、进行试验前的准备工作、到最后实施试验和对试验报告数据进行处理,整个过程历时较长、环节较多。
显然,预先了解和把握振动台试验的总体过程,做到有目的、有计划、有方法,才能较顺利地完成该项工作。
介绍将会按照以下顺序依此进行:1 模型制作2 试验方案3 试验前的准备4 实施试验5 试验报告6 试验备份021 模型制作振动台试验模型的制作,在获得足够的原型结构资料后,至少需要把握这样几个关键环节:(1)依据试验目的,选用试验材料;(2)熟读图纸,确定相似关系;(3)进行模型刚性底座的设计;(4)根据模型选用材料性能,计算模型相应的构件配筋;(5)绘制模型施工图;(6)进行模型的施工。
对上述各条的设计原则以及注意事项等,分述如下。
1.1 选用模型材料模型试验首先应明确试验目的,然后根据原型结构特点选择模型的类型以及使用材料。
比如,试验是为了验证新型结构设计方法和参数的正确性时,研究范围只局限在结构的弹性阶段,则可采用弹性模型。
弹性模型的制作材料不必与原型结构材料完全相似,只需在满足结构刚度分布和质量分布相似的基础上,保证模型材料在试验过程中具有完全的弹性性质,有时用有机玻璃制作的高层或超高层模型就属于这一类。
另一方面,如果试验的目的是探讨原型结构在不同水准地震作用下结构的抗震性能时,通常要采用强度模型。
强度模型的准确与否取决于模型与原型材料在整个弹塑性性能方面的相似程度,微粒混凝土整体结构模型通常属于这一类。
以上分析也显现了模型相似设计的重要性。
在强度模型中,对钢筋混凝土部分的模拟多由微粒混凝土、镀锌铁丝和镀锌丝网制成,其物理特性主要由微粒混凝土来决定,有时也采用细石混凝土直接模拟原型混凝土材料,水泥砂浆模型主要是用来模拟钢筋混凝土板壳等薄壁结构,石膏砂浆制作的模型,它的主要优点是固化快,但力学性能受湿度影响较大;模拟钢结构的材料可采用铜材、白铁皮,有时也直接利用钢材。
地震模拟振动台及模型试验研究进展_沈德建
第22卷第6期2006年12月结 构 工 程 师S t r u c t u r a l E n g i n e e r sV o l .22,N o .6D e c .2006地震模拟振动台及模型试验研究进展沈德建1,2 吕西林1(1.同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092;2.河海大学土木工程学院,南京210098)提 要 在介绍振动台本身发展的基础上,分析了振动台试验研究内容的扩展、振动台模型试验动态相似关系研究进展、振动台试验方法的发展和振动台试验新的测量方法,提出了振动台模型试验中值得关注的一些问题。
关键词 振动台,模型试验,动态相似关系,试验方法R e s e a r c hA d v a n c e s o nS i m u l a t i n g E a r t h q u a k e S h a k i n gT a b l e s a n dMo d e l T e s tS H E ND e j i a n 1,2 L UX i l i n1(1.R e s e a r c hI n s t i t u t e o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g a n d D i s a s t e r R e d u c t i o n ,T o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 200092,C h i n a ;2.I n s t i t u t e o f C i v i l E n g i n e e r i n g ,H o h a i U n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210098,C h i n a )A b s t r a c t T h e d e v e l o p m e n t o f s h a k i n gt a b l e i s i n d u c e df i r s t i nt h i s p a p e r .T h e e x p a n s i o n o f t h e r e s e a r c hs c o p e o f s h a k i n g t a b l e s i s a n a l y z e d .T h e d y n a m i c s i m i l i t u d e r e l a t i o n s h i p f r o md i f f e r e n t a u t h o r s i s c o m p a r e d a n d r e m a r k e d .T h e d e v e l o p m e n t o f t e s t i n g m e t h o d o n s h a k i n g t a b l e s a n d n e w m e t h o d o n a n a l y z i n g t h e r e s u l t i s a l s o p r e s e n t e d .S o m e v a l u a b l e q u e s t i o n s o n s h a k i n g t a b l e t e s t a r e i n d u c e d a n d m a y b e p a i d g r e a t a t t e n t i o nb y r e -s e a r c h e r s .K e y w o r d s s h a k i n g t a b l e ,m o d e l t e s t ,d y n a m i c s i m i l i t u d e r e l a t i o n s h i p ,t e s t i n g m e t h o d基金项目:国家自然科学基金重点项目(50338040)1 概 述结构振动台模型试验是研究结构地震破坏机理和破坏模式、评价结构整体抗震能力和衡量减震、隔震效果的重要手段和方法。
村镇单层实心砖墙房屋模型振动台试验研究
Ex r m e t lS u n S ki b e Te t o i g e-t r y Br c w a l Buid ng i i a e pe i n a t dy o ha ng Ta l s f S n l ・ o e i k- l s li n V l g s l
20 5 mm; 台高 0 3 m。 窗 .5 横墙 , 两侧 外横 墙 ( 完 整 房屋 为 内横墙 ) 对 各设
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门, 门洞 ( ×高 ) 2 m × 2 m 宽 2 5 m 5 5 m。 ( )墙体 : 心砖墙 厚均 为 6 m 3 实 0 m。 ( )屋盖 : 4 屋盖 木构 件原则 上按 14缩尺 , / 为满
模拟 地震 振动 台试 验 , 究 这类 房 屋 的破 坏机 制 和 研
面布置 和结 构构 造 等 特点 , 取 其 中具 有 代 表 性 的 选
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砖墙 承重 单层房 屋 中的 中厅 ( 开 间 ) 是 整 个 房屋 两 ,
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路堤桩板式挡土墙的振动台试验研究
。 收 稿 日期 :0 1— 9—0 21 0 2
作者简介 : 潘樾富 , 6 年 出生 , , 1 4 9 男 高级工程师 ; 段晓沛 , 8 1 6年出生 , , 9 男 助理工程师。
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报 表 1 模 型 主 要 物 理 量 的 相 似 常数
21 0 2年 3月
下 的 响应 认识 不 够 深 入 , 得 这 一 经 济 合 理 的 工 程 结 使 构 在 运用 上 受到 很 大 的限制 。 中 国西南 地 区位 于 高 烈 度 地 震 区 ( 8度 ) 沿 线 大 , 量 采 用桩 板 式挡 土墙 作 为高 边坡 路 堤支 护结 构 。本 文 结 合铁 道 部第 二 勘察 设计 院《 胀 土 ( ) 作 路 基 填 膨 岩 用 料 的适 宜 性 及 路 堤 结 构 型 式 研 究 》 研 项 目, 西 南 科 以 某铁 路 断 面为 原 型 , 运用 相似 原 理 , 实验 室 中制成 1: 2 O模 型 , 震 动 峰值 加 速 度 按 9度 烈 度 考 虑 , 用 振 地 利
中 图分 类 号 :2 9 4 U 3 . 文 献 标 识 码 : A
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21 02年 3月 第 3期 ( 12 总 6)
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村镇两层空斗砖墙房屋模型振动台对比试验研究
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振动台模型试验若干问题的研究共3篇振动台模型试验若干问题的研究1振动台模型试验是一种用于研究振动和震动特性的实验方法。
这种方法在很多领域中得到广泛应用,包括机械工程、土木工程、航空航天工程、地震工程等。
振动台模型试验的目的是模拟真实的振动场景,通过实验数据分析和模拟计算,研究结构的振动和动态特性,为结构的设计和改进提供支持。
本文将就振动台模型试验的若干问题进行讨论。
1.振动台模型试验的原理振动台模型试验是一种模拟结构振动环境的实验方法。
实验过程中,试件被置于振动台上,并受到多频振动加载。
通过对振动台和试件所受振动力的测量,可以得到试件的动态响应和振动特性。
振动台模型试验的原理基于结构动力学的基本原理,利用振动力学和频域分析方法,对试件的振动特性进行测量和分析。
2.振动台模型试验的应用振动台模型试验被广泛应用于结构动力学研究领域。
它在机械工程、土木工程、航空航天工程、地震工程等领域中均得到广泛应用。
例如,振动台模型试验可以用于测量和评估建筑物的抗震性能,也可以用于研究飞机结构的振动和疲劳特性。
此外,振动台模型试验还可以用于研究地震波在土壤中的传播和反射规律,为地震安全性评估提供支持。
3.振动台模型试验的优缺点振动台模型试验作为一种实验方法,具有一定的优缺点。
其优点包括:可以模拟真实的振动场景,对结构的振动和动态特性进行测量和分析;可以通过实验数据验证和校准数值模拟结果;相对于全尺寸试件,试验成本和时间较低。
缺点包括:实验结果受到试件减模误差和边界效应的影响;振动台模型试验不能覆盖所有振动场景,例如不能模拟强地震等极端情况;振动台模型试验需要高精度的实验设备和复杂的数据处理方法。
4.振动台模型试验中的试件减模误差试件减模误差指试件在缩小比例后的几何形态和材料力学特性发生了一定程度的变化。
这种误差在振动台模型试验中非常关键,因为试件的尺寸和材料力学特性的准确度是测量结果的关键因素。
为了减小试件减模误差,研究者需要通过多种方法进行处理,例如增加试件的刚度和强度,利用实验数据进行校准等。
此外,还需要选择合适的减模比例和合适的材料,以尽量减小试件减模误差对实验结果的影响。
5.振动台模型试验中的边界效应在振动台模型试验中,试件通常被夹在两个振动台之间,试件和振动台之间的接触就会产生边界效应。
边界效应指试件边界处的应力和位移分布与试件内部存在差异的现象。
边界效应通常会对试件的动态响应产生较大干扰,因此需要在试验过程中对其进行补偿和校准。
常用的补偿方法包括预设会对边界效应进行试验数据处理和数值模拟。
6.结构的振动模态结构振动模态是指结构在振动过程中存在的特定振动形态。
在振动台模型试验中,准确测量结构的振动模态对于研究结构振动特性和动态响应非常关键。
振动台模型试验中通常会利用应变、位移和加速度等传感器来测量结构的振动模态,并通过信号处理和频域分析方法进行分析和绘制。
此外,数值模拟方法也可以用于研究结构振动模态,通过数学模型计算出结构的固有频率和振动模态。
7.振动台模型试验中的激励信号在振动台模型试验中,激励信号负责驱动试件产生振动。
激励信号的特点对于试验结果具有重要影响。
通常,激励信号需要满足一定的波形、频率和振幅等要求,以使试件产生足够的振动响应。
在试验过程中,研究者需要根据试件的特点和试验目的选择合适的激励信号,以尽量减小试验误差和保证试验结果的准确性。
8.振动台模型试验的数据处理振动台模型试验产生的数据需要经过处理和分析,得出结构的振动特性和动态响应。
数据处理过程包括:传感器采集、信号放大和滤波、数据整合和对比以及频域分析等。
对于复杂的试验数据,研究者需要利用多种数据处理方法,例如小波分析、能谱分析和信噪比分析等,以胜任复杂的数据分析任务。
9.总结振动台模型试验是一种重要的实验方法,它为研究结构振动和动态响应特性提供了有效的手段。
在试验过程中,需要注意试件减模误差和边界效应等问题,并选择合适的激励信号和数据处理方法,以有效减小试验误差和保证数据准确性。
虽然振动台模型试验存在一定的局限性,但它仍然是研究结构动力学的重要工具,可以为结构设计和改进提供可靠的数据支持。
振动台模型试验若干问题的研究2振动台模型试验是指通过搭建在振动台上的物理模型进行实验研究的一种方法。
在工程领域中,振动台模型试验被广泛应用于结构、地震、风工程等方面的研究,可用于验证理论计算、探究工程实际响应、评估工程的安全性及可靠性等方面。
本文将从实验制备、实验参数、实验设计以及实验结果等方面进行讨论和探究。
一、实验制备1. 实验模型制作:通过模型制作软件,比如AutoCAD, SolidWorks等,完成计算、构建实验模型并进行打印。
也可以使用3D打印机器进行直接打印。
2. 振动台:振动台是实验的核心部分,需要选择具备合适的振动特性、加速度表现等参数的振动台,根据研究的实验需要进行选型。
3. 传感器:在实验过程中,需要选择合适的传感器进行数据采集,比如加速度计、压力传感器、位移传感器等等。
二、实验参数1. 频率:实验频率取决于实验对象的结构特性、力学特性和实验目的等。
运用正弦波和随机波两种类型的激振方式,需要选择适合的振动频率,从而引起模型的响应。
2. 振幅:同样地,振幅是应该根据实验对象的响应特性及实验目的确定的,小振幅会引起模型有限的振动响应,而快速高振幅会引起模型的破坏。
3. 加速度:程序控制振动幅度时,需要保证实验模型受到的加速度与实际情况相符。
加速度水平决定模型的振动响应。
三、实验设计1. 实验测量数据的精度要求:振动台模型试验的精度直接决定实验结果能否被信任。
不同实验目标的精度要求不同。
2. 实验对象的约束和支撑的设计和适应:实验对象的支撑和约束是保证实验过程的可重复性和可靠性的重要因素。
在实验设计过程中,应对约束和支撑进行足够的分析和优化。
3. 实验电子控制系统的设计:实验过程中,控制振动参数的电子系统需要应该能够输出理想的振动信号,从而使实验结果合理可靠。
四、实验结果1. 数据分析:根据实验数据进行分析,对比已有理论、实践情况,从而对实验结果进行评估。
2. 模型验证:实验结果表明了模型在特定激振条件下的响应情况,但这并不能代表其他条件有相同的响应。
验算其可靠性,需要进行更多不同条件下的实验验证。
3. 体系方法研究:通过大量实验和数据分析,可以提炼和总结出一套全面、可靠的针对特定实验对象和实验目的的备选方案和方法,为同类问题提供参考。
综上所述,振动台模型试验对于结构、地震、风工程等实际领域的研究有着重要的作用。
通过实验制备、实验参数、实验设计以及实验结果等方面的探究,可以进一步提高振动台模型试验的可靠性和有效性,从而更好地服务实际工程的建设。
振动台模型试验若干问题的研究3在振动台模型试验中,涉及到许多问题,如试验对象选取、试验参数设置、数据采集与分析等。
以下将就这些问题进行探讨。
一、试验对象选择试验对象的选择应根据试验目的、试验对象的特性和试验条件的要求来确定。
在试验对象中,有些对象的振动响应很小,需要放大信号或选择敏感的传感器来对其振动信号进行采集。
而有些对象的振动响应很大,则需要采用支持刚度较大的振动台进行试验。
此外,试验对象应注重可重复性和可靠性,以保证得到准确可靠的试验结果。
二、试验参数设置试验参数的设置直接关系到试验得到的结果。
首先,应确定试验对象的振动特性,包括固有频率、阻尼特性、振动幅值等,并在试验中设定相关的试验参数。
其次,应设置合适的激励信号频率和振幅,以引发试验对象的振动。
在设置参数时,应根据试验对象的特点和试验目的来确定参数,以达到最佳效果。
三、数据采集与分析数据采集和分析是试验过程中非常重要的环节。
在采集数据时,应选择合适的传感器对试验对象进行采集,同时合理进行采样、滤波和增益放大等处理,以保证数据的准确性和可靠性。
在分析数据时,应根据试验目的和数据特点进行选择方法和工具,如时域分析、频域分析、小波分析等。
在进行分析时,应注重数据的可视化和可解释性,并进行统计分析和评价,以得到准确的试验结论。
四、试验过程控制试验过程控制是保证试验结果准确可靠的关键环节。
在试验过程中,应根据试验要求进行合理的控制和监测,包括振动台负载能力控制、试验对象运动轨迹的监测和调整、试验参数的实时调整和数据的在线采集等,以达到最佳的试验效果。
综上所述,振动台模型试验中需要考虑的问题较为复杂,需要综合考虑试验对象的特性、试验参数的设置、数据采集和分析以及试验过程的控制等因素。
只有综合运用各种方法和工具,才能够得到准确可靠的试验结果,为工程实践提供可靠的依据。