某建筑振动台试验方案设计
振动试验方案
振动试验方案振动试验是一种常用的工程试验方法,用于评估和验证结构、设备、产品等在振动环境中的性能和可靠性。
振动试验方案的设计和实施是确保试验结果准确可靠的关键环节。
本文将探讨振动试验方案的一些关键要素和设计原则。
1. 试验目的和要求在设计振动试验方案前,首先需要明确试验的目的和要求。
试验目的可能是评估产品的可靠性,验证结构的设计是否满足振动环境下的要求,或者检测设备在振动条件下的工作性能。
基于不同的试验目的,试验方案的设计和实施会有所不同。
2. 振动环境振动环境是指试验中期望模拟的实际工作环境中的振动特性。
振动环境的评估是试验方案设计的重要一步。
通常需要考虑振动频率、振动振幅、振动方向以及振动时间等因素。
实际振动环境的特征可以通过现场测量、现有标准或者工程经验来确定。
3. 振动台的选择和设计振动台是进行振动试验的载体,具有承受试验负载、提供振动激励以及模拟振动环境的功能。
根据试验要求和试验物体的尺寸、重量等特性,选择合适的振动台非常重要。
振动台的设计要考虑负载能力、频率范围、位移范围、控制精度等因素,并确保试验可靠进行。
4. 试验物体的固定和支撑试验物体的固定和支撑方式会直接影响振动试验的结果和可靠性。
试验物体通常需要通过固定装置与振动台相连接,此过程要求连接刚度足够大,以保证试验的准确性。
另外,试验物体的支撑方式也应当与实际工作环境相符合,以充分模拟真实振动环境。
5. 振动激励源和控制系统振动激励源是产生振动的动力装置,可以是电动机、液压系统或者其他形式的动力装置。
振动试验中的控制系统负责监测试验物体的响应,并调节激励源的输出,使试验物体在预定的振动环境下进行振动。
激励源和控制系统的性能和精度对试验结果的准确性有着至关重要的影响。
6. 数据采集与分析振动试验中的数据采集和分析是评估试验结果的关键步骤。
通过合适的传感器和数据采集设备,可以记录试验物体在振动环境下的加速度、位移等参数。
这些数据经过分析处理可以获得试验物体的振动特性和响应情况。
振动测试工作方案设计
振动测试工作方案设计一、背景介绍。
振动测试是对产品在振动环境下的性能进行评估的重要手段之一。
在产品研发、生产和运输过程中,产品往往会面临各种振动环境,如机械振动、运输振动等,这些振动可能会对产品的性能和可靠性造成影响。
因此,通过振动测试,可以及早发现产品在振动环境下的强度和可靠性,为产品设计和改进提供依据。
二、振动测试工作的目的。
1. 评估产品在振动环境下的性能和可靠性。
2. 发现产品在振动环境下的弱点和问题,为产品改进提供依据。
3. 满足客户对产品振动性能的需求和标准。
三、振动测试工作的内容。
1. 振动测试方案的制定。
振动测试方案的制定是振动测试工作的第一步。
在制定振动测试方案时,需要考虑以下因素:测试目的,是评估产品的振动强度、振动可靠性还是其他性能?振动环境,产品在使用或运输过程中可能遇到的振动环境是什么样的?测试标准,根据客户的需求和相关标准,确定振动测试的参数和要求。
测试设备,选择适合的振动测试设备,如振动台、振动试验机等。
测试方法,确定振动测试的方法,如正弦振动、随机振动、冲击振动等。
测试参数,确定振动测试的参数,如频率、加速度、位移等。
2. 振动测试方案的实施。
在振动测试方案实施阶段,需要做好以下工作:测试前检查,对振动测试设备进行检查和维护,确保设备正常运行。
校准设备,对振动测试设备进行校准,确保测试结果的准确性。
安装产品,将待测试的产品安装到振动测试设备上,并进行固定和调整。
进行振动测试,按照振动测试方案的要求,进行振动测试,并记录测试数据。
数据分析,对振动测试数据进行分析,评估产品在振动环境下的性能和可靠性。
3. 振动测试报告的编制。
振动测试报告是振动测试工作的总结和成果展示,报告内容应包括以下内容:测试目的和测试方案。
测试设备和测试方法。
测试过程和测试数据。
测试结果和分析。
结论和建议。
四、振动测试工作的注意事项。
1. 安全第一,在进行振动测试工作时,要严格遵守相关安全规定,确保人员和设备的安全。
混凝土梁的振动台试验方法
混凝土梁的振动台试验方法一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的结构之一,其中混凝土梁是承载建筑物重量的主要构件之一。
在设计混凝土梁时,为了确保其能够承载预期的荷载并具有足够的刚度和稳定性,需要进行振动台试验以验证设计结果的正确性。
本文将介绍混凝土梁的振动台试验方法,包括试验前的准备工作、试验材料和设备、试验步骤和数据处理等方面。
二、试验前的准备工作1. 确定试验目的和范围:在进行试验前,需要明确试验的目的和范围,例如验证设计结果、评估结构的可靠性、研究结构的动态响应等。
2. 确定试验方案:根据试验目的和范围,制定试验方案,包括试验的荷载、频率、持续时间、采样频率等参数。
3. 准备试验样品:按照试验方案制备试验样品,通常需要制备多个不同尺寸、不同荷载的混凝土梁,以覆盖不同的工况和荷载情况。
三、试验材料和设备1. 混凝土:根据设计要求制备混凝土,通常需要满足一定的强度和韧性要求。
2. 钢筋:根据设计要求制备钢筋,通常需要满足一定的强度和延性要求。
3. 振动台:振动台是进行试验的关键设备,其振动频率和振幅可以根据试验要求进行调节。
4. 传感器:包括加速度计、位移计、应变计等传感器,用于测量试验样品的动态响应。
5. 数据采集系统:用于采集传感器的信号,并将其转换为数字信号进行存储和处理。
四、试验步骤1. 安装试验样品:将制备好的混凝土梁安装在振动台上,调整其位置和方向,确保其与振动台之间的接触良好。
2. 加载试验荷载:根据试验方案,给试验样品施加荷载,可以通过振动台的控制系统调节荷载的大小和频率。
3. 进行振动台试验:开始进行振动台试验,通过加速度计、位移计等传感器测量试验样品的动态响应,并将其传输到数据采集系统中进行记录和处理。
4. 反复试验:根据试验方案的要求,反复进行试验,改变荷载大小、频率等参数,以获取更多的试验数据。
五、数据处理1. 数据校正:对采集的数据进行校正,包括去除环境噪声、减去基准值等操作。
振动台试验方案设计实例
振动台试验方案设计实例清晨的阳光透过窗帘的缝隙,洒在了我的办公桌上,我的思绪随着键盘的敲击声渐渐飘散。
十年的方案写作经验,让我对每一个项目都有着独特的理解和处理方式。
今天,就让我们来聊聊振动台试验方案设计。
一、项目背景这个项目是为一家电子设备制造商设计的,他们的产品需要在各种环境下经受住振动测试,以保证其在运输、安装和使用过程中的可靠性。
因此,我们需要为他们设计一个全面的振动台试验方案。
二、试验目的1.验证产品在振动环境下的结构强度和可靠性。
2.检验产品在振动过程中是否会产生功能故障。
3.评估产品在振动环境下的耐久性。
三、试验设备1.振动台:选择一款能够满足试验要求的振动台,其振动频率、振幅和振动时间等参数需满足产品标准。
2.数据采集系统:用于实时记录振动过程中的数据,以便后续分析。
3.温湿度控制系统:保证试验过程中的环境条件符合产品要求。
四、试验方案1.试件准备:根据产品标准和试验要求,选择合适的试件进行试验。
试件数量、规格和状态需满足试验要求。
2.试验步骤:(1)将试件放置在振动台上,调整振动台的频率、振幅和振动时间等参数,使其符合产品标准。
(2)启动振动台,进行正弦波振动试验。
观察试件在振动过程中的响应,记录数据。
(3)在振动过程中,对试件进行功能测试,检验其在振动环境下是否会出现故障。
(4)根据试验结果,调整振动台的参数,进行随机振动试验。
观察试件的响应,记录数据。
(5)重复步骤(2)和(3),直至完成所有试验。
3.数据分析:将试验过程中采集的数据进行整理和分析,评估产品的结构强度、可靠性和耐久性。
4.结论与建议:根据试验结果,给出产品在振动环境下的性能评估,并提出改进建议。
五、试验安全1.试验过程中,操作人员需穿戴好个人防护装备,确保人身安全。
2.设备需定期检查,确保其正常运行。
3.试验过程中,如发现异常情况,立即停止试验,查明原因并处理。
六、试验时间与地点1.试验时间:根据项目进度安排,确保在规定时间内完成试验。
振动试验台基础设计
振动试验台基础设计9振动试验台基础9.1液压振动台基础Ⅰ动力计算9.1.1液压振动台振动荷载的确定应符合下列规定:1液压振动台基础设计时的振动荷载,应取作动器或激振器作用在基础上的激振力;振动荷载应满足包络条件并应覆盖试验频率范围。
2振动荷载计算时应按被试对象的动力特性计入动力放大系数,放大系数应符合下列规定:1)轮胎耦合道路模拟试验机,动力放大系数可取1.25;2)对于质量较大且动力特性复杂的被试对象,振动荷载应根据试验过程中试件共振响应大小计入相应的动力放大系数;3)当被试对象重心较高,且水平激振作用时,应计入试件水平运动过程中产生的倾覆力矩。
9.1.2液压振动台基础设计时,应验算下列情况下基础的振动:1竖向激振力作用在基础重心上,基础产生的竖向振动[图9.1.2(a)];2扭转力矩绕基础竖向z轴作用时,基础产生的横摆振动[图9.1.2(b)];3竖向偏心激振力和水平激振力同时作用在基础上,基础产生俯仰或侧倾和平动的耦合振动[图9.1.2(c)、图9.1.2(d)]。
9.1.3竖向扰力沿基础重心作用时[图9.1.2(a)],液压振动台基础的竖向振动位移可按本标准第5.2.1条计算。
9.1.4在水平扭转力矩绕基础竖向z轴作用时[图9.1.2(b)],液压振动台基础产生横摆振动,基础顶面控制点处沿x、y轴的水平振动位移,可按本标准第5.2.2条计算;基础绕z轴的水平摆动角位移可按下式计算:式中:uψ——基础绕z轴水平摆动的振动角位移(rad);M zψ——基础扭转力矩(kN·m);ωnψ——基础横摆振动固有圆频率(rad/s)。
9.1.5在沿x向偏心的竖向扰力F vz和水平扰力F vx作用下[图9.1.2(c)],液压振动台基础产生俯仰和平动耦合振动时,基础顶面控制点x向水平和竖向的振动位移,可按本标准第5.2.3条的规定计算。
9.1.6在沿夕向偏心的竖向扰力F vz和水平扰力F vy作用下[图9.1.2(d)],液压振动台基础产生侧倾和平动耦合振动时,基础顶面控制点y向水平和竖向的振动位移,可按本标准第5.2.4条的规定计算,其中Mθ1和Mθ2可按下列公式计算:式中:Mθ1、Mθ2——基组y-θ向耦合振动中机器扰力(矩)绕通过第一、第二振型转动中心Oθ1、Oθ2并垂直于回转面zOy轴的总扰力矩(kN·m);h0——水平扰力F vy作用线至基础顶面的距离(m);h1——基组重心至基础顶面的距离(m);ρθ1、ρθ2——基组y-θ向耦合振动第一、第二振型转动中心至基组重心的距离(m);e y一—机器竖向扰力F vz沿y轴向的偏心距(m);F vy——机器沿y轴的水平扰力(kN);F vz——机器的竖向扰力(kN)。
短肢剪力墙模型振动台试验方案
短肢剪力墙模型振动台试验方案1、工程概况此工程原型为某小区高层住宅,地下1层,地上12层。
建筑总长度为30m,总宽度为28.1m,建筑面积约9705㎡。
层高:一层3.2m,二至十二层2.9m,主楼高度为35.1m。
结ω=0.7kN/m2,抗震设防烈度为7度,峰构形式为短肢剪力墙体系。
自然条件:基本风压值加速度为0.10g,设防地震分组为第一组,工程场地类别为三类,地面粗糙度为C类。
2、振动台设备基本情况及性能指标同济大学土木工程防灾国家重点实验室是我国土木工程领域内唯一的国家重点实验室,模拟地震振动台实验室为土木工程防灾国家重点实验室的重要组成部分。
在进行结构试验模型设计时,模拟地震振动台的性能指标是进行结构设计与试验的限制条件。
其基本性能指标如下:(1)振动台台面尺寸为4.0m×4.0m;(2)振动台的最大载重量为25吨,在最大载重量时振动台所能提供的运动幅值见下表1。
试验时所能施加到的最大加速度幅值与模型的总重量有关;(3)振动台所能传输的波形有周期波、随机波、记录到的实际地震的波,以及按照频谱特性所生成的人工波;(4)振动台传输的频率范围为0.1至50Hz;(5)可以提供三向平动和三向转动;(6)振动台电噪声对应台面加速度为0.3m/s2。
表1 最大载重时振动台所能提供的运动幅值3、模型设计原则结构模型试验在原则上应使模型结构与原型结构在动力表现和动力性能上完全相同。
因此模型结构与原型结构要满足几何尺寸相似、材料性质相似、边界条件相似和外部作用相似,概括地说就是要满足几何相似和物理相似。
结构模型几何相似比的设计原则上是越大越好,但同时要满足台面尺寸、吊装高度及台面最大载重量的要求。
根据本次试验的目的和振动台的性能参数、施工和起吊条件等方面的因素,确定试验模型的几何相似系数为模型∶原型= 1∶10。
建筑材料性质的相似较难实现和满足。
因为模型和原型都处于相同的重力环境下(即要S ),只有模型的密度比原型的大或弹性模量比原型的小,才能真实地模拟重力。
振动试验方案
振动试验方案标题:振动试验方案设计与实施指南一、引言振动试验是一种用于评估产品在实际使用或运输过程中,对各种振动环境的耐受能力的测试方法。
这种试验对于航空航天、汽车制造、电子设备、机械工程等多个领域的产品质量控制至关重要。
本方案旨在详细阐述振动试验的步骤、设备、标准和预期结果,以确保产品的可靠性。
二、试验目的1. 确定产品在振动环境下的性能和耐用性。
2. 识别并解决可能因振动引起的设计缺陷。
3. 验证产品包装的防护效果。
三、试验设备1. 振动台:根据产品大小和重量选择适当的振动台。
2. 控制器:用于设定和调整振动频率、振幅等参数。
3. 测量仪器:如加速度计、位移传感器等,用于监测和记录振动数据。
四、试验标准试验应遵循相关的国际或行业标准,例如ISO 16750, MIL-STD-810G, IEC 60068-2-6等,这些标准定义了振动的类型(正弦振动、随机振动等)、频率范围、振幅和持续时间等参数。
五、试验程序1. 产品准备:将产品安装在振动台上,确保其稳定且与实际使用状态一致。
2. 参数设置:根据选定的标准设定振动参数。
3. 执行试验:启动振动台,按照设定的参数进行振动。
4. 数据收集:在试验过程中,使用测量仪器收集振动数据。
5. 结果分析:试验结束后,分析数据以评估产品性能。
六、预期结果试验结果应包括产品在振动环境下的性能变化、任何结构或功能故障的记录,以及可能需要改进的地方。
如果产品在试验中没有出现明显的性能下降或损坏,那么可以认为它具有良好的抗振性。
七、结论振动试验是保证产品质量和可靠性的重要环节,通过科学的试验方案,我们可以准确评估产品在实际环境中的表现,从而优化设计,提升产品性能。
在实施过程中,应严格遵守试验标准,确保试验的准确性和有效性。
八、附录包括试验记录表格、相关标准详细信息、设备操作手册等,以供参考。
以上就是振动试验方案的基本内容,具体实施时需根据实际情况进行调整。
振动试验台技术方案
注:一下内容仅供参考。
如有雷同,纯属巧合。
振动试验台技术方案本技术方案是依据要求方提出的振动试验台主要技术参数和标准GB/T8419-2007、GB/T18707.1-2002编制,用于对工程机械座椅、工程机械车灯以及其它零部件进行振动试验的液压振动台系统。
详细介绍如下:一、液压振动台系统的构成和原理方框图液压振动台系统由液压振动台(含振动台体、台面、电液伺服阀等)、液压油源和管路系统、油源电控、模拟和数字控制系统等几部分构成。
液压振动台系统原理方框图如下。
图 1 液压振动台系统原理方框图二、液压振动台的设计液压振动台包括振动台体、台面、伺服阀、传感器及连接过渡等部分,作为执行元件直接带动控制对象动作。
1、要求的主要技术参数1.1 频率范围:0.5~200Hz1.2 加速度:0~2.5g1.3 振幅:0~±160 mm1.4 有效负载:0~400 kg,1.5 台面大小:1米x 1米2、最大功能曲线的设计估算2.1 按规范的PSD设计可以认为是窄带随机,且是多个试验曲线,我们可以取它们的包络作为评估依据。
表1:EM1 EM2 EM3 EM4 EM5 EM6 EM7 EM8 EM9 Freq 2 2.25 2.25 2.25 3.25 8.5 3.25 3.75 4.51.33RMS 1.39 1.75 1.48 0.82 1.42 1.39 1.82 0.87图2根据表1和图2,最大速度发生在EM2,按3∑准则,此处的速度为:0.372m/Sec。
但按振幅160mm(O-P),则等速度与等位移段交越频率为:0.37Hz。
而主要技术指标中指定下限频率为0.5Hz,这样一来,160mm(o-P)的行程则浪费。
2.2 按行程、速度和加速度设计依据标准GB/T8419-2007中5.1条《注:在EM1和EM2的情况下,振动器能够产生振幅最少为±7.5cm,频率为2Hz的模拟正弦振动(见5.4.1)》。
单舱地下综合管廊抗震性能振动台模型试验及数值模拟研究
单舱地下综合管廊抗震性能振动台模型试验及数值模拟研究一、研究背景随着我国城市化进程不断加快,城市地下管道网络变得越来越复杂,地下防护建筑也越来越多,单舱地下综合管廊被广泛应用。
在地震灾害中,地下综合管廊的受灾状况及抗震性能直接关系到城市的生命安全和经济发展。
因此,建立适用于地下综合管廊的抗震设计理论与方法具有重要的工程意义和学术价值。
二、试验目的本研究旨在探究单舱地下综合管廊在地震荷载下的抗震性能,对建筑的安全性和可靠性进行评估。
因此,试验的目的是研究单舱地下综合管廊在不同地震荷载条件下的破坏性状和动力响应,为其抗震设计提供科学依据。
三、试验方案1. 试验模型设计本试验采用1/20比例的地下综合管廊模型,其尺寸为1.2米×1.2米×0.6米,主要模拟了单舱地下综合管廊的结构形式和支撑系统,包括墙体、顶板、地板、立柱和支撑体等。
2. 试验装置本试验采用多自由度振动台试验装置,通过振动台模拟地震荷载作用于试验模型上,并观测模型的动力响应。
同时,还需要对试验模型进行加固和检测,确保试验结果的准确性。
试验时需要采集模型的振动信号和位移信号,以便后续的数据分析。
3. 试验方案本次试验采用了不同级别的地震动荷载进行了振动台试验。
主要分为低、中、高三个档次,对试验模型进行动力响应分析和破坏特征的观测。
四、试验结果及分析1. 动力响应分析试验结果表明,试验模型最大加速度、最大速度和最大位移分别随着地震动荷载的增大而增大,在强震作用下有明显的位移和加速度放大效应。
2. 破坏特征观测试验过程中,试验模型破坏的主要特征是顶板翘起、地基下沉、墙体开裂等,这些破坏形态与实际地下综合管廊在地震中的受灾情况较为一致。
同时,由于试验模型的震动台模拟,也能更直观地反映出地下综合管廊在强震作用下的破坏特征。
3. 数值模拟分析为了更好地分析试验结果,试验数据进行了数值模拟分析。
通过ABAQUS有限元软件对试验模型进行了建模和计算,得到了试验模型的动力响应和破坏特征。
振动台调试方案
振动台调试方案一.振动试验目的振动试验在于确定所设计制造的机器、构件在运输过程中承受外来振动或者自身产生的振动而不致破坏,并发挥其性能、达到预定寿命的可靠性,故作为可靠性试验关键设备的振动试验系统的发展显得越来越重要。
振动试验目的主要分为:1)环境适应性试验:通过选用试验对象未来可能承受的振动环境去激励对象。
检验其对环境的适应性。
目前,航空航天中使用的机载仪器和设备,大部分必须进行振动试验,以便评估其性能是否满足要求;2)动力学强度试验:考核试验对象结构的动强度,检验在给定的试验条件下试件是否会产生疲劳破坏,这类试验的对象主要是结构件;3)动力特性试验:用试验的方法测试出对象的动特性参数,如振型、频率、阻尼等;4)其他试验:如振动筛选试验,其目的是对生产线上的元器件、组件、整机进行振动筛选,找出工艺中的薄弱环节,剔出低质量的产品从而提高整个产品的可靠性。
振动试验是仿真产品在运输(Transportation)、安装(Installation)及使用(Use)环境中所遭遇到的各种振动环境影响,本试验是模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响,用来确定产品是否能承受各种环境振动的能力。
振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力.最常使用振动方式可分为正弦振动及随机振动两种。
正弦振动是实验室中经常采用的试验方法,以模拟旋转、脉动、震荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的)所产生的振动以及产品结构共振频率分析和共振点驻留验证为主,其又分为扫频振动和定频振动两种,其严苛程度取决于频率范围、振幅值、试验持续时间。
随机振动则以模拟产品整体性结构耐震强度评估以及在包装状态下的运送环境,其严苛程度取决于频率范围、GRMS、试验持续时间和轴向二.选择振动传感器的原则选择拾振器类型时,要根据测试的要求(如要求测位移、或测速度、加速度、力等)及被测物体的振动特性(如待测的频率范围,估计的振幅范围等),应用环境情况(如环境温度、湿度、电磁场干扰情况等)结合各类拾振器本身的各项特性指标来考虑。
振动台实验室施工设计方案
《中华人民共和国建筑法》
《重庆市建筑管理条例》
IS09001:2008标准的质量管理体系。
《工程建设标准强制性条文—房屋建筑部分》2010版
《建设工程质量管理条例》
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《建筑钢结构焊接技术规程》 GB20026-2007
《建筑施工高出作业安全技术规范》 JGJ50-91
《施工现场临时用电安全技术规程》 JGJ46-2005
《建设工程项目管理规范》 GB/T50326-2006
《建筑施工场界环境噪排放标准》 GB12523-2011
《城市建筑垃圾管理规定》
《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006
。搞好结构域建筑、土建与水电、专业队伍及班组之间的密切配合,主要协调邻近周边关系。
第一章 综合说明
第一节 编制依据
《重庆大学土木工程学院振动台实验室工程》全套设计施工图及施工合同,重庆大学土木工程学院振动实验室工程现场条件及地质勘察报告。根据重庆大学土木工程学院振动实验室所处位置、环境,结合我公司现有机械设备、机具、周转材料及施工技术力量等。
《重大土木工程学院振动台实验室》施工蓝图
《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS102-2002
《焊接H型钢》 YB3301-2005
《建筑用压型钢板》 GB/T12755-2008
《涂装前钢材表面除锈和除锈等级》 GB8923.1-2011
《钢结构工程质量检验评定标准》 GB50205-2001
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012
《建筑装饰装修工程质量验收规范》 (GB50210-2001)
《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008
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。
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。
建筑结构振动台模型试验方法与技术
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振动台调试方案范文
振动台调试方案范文振动台是一种用来模拟各种振动环境并进行振动测试和调试的设备。
它主要应用于航空航天、汽车、电子、机械等领域。
为了确保振动台的正常运行和准确的测试结果,需要进行调试工作。
以下是一种振动台调试方案,详细描述了调试的步骤和注意事项。
一、振动台调试前的准备工作1.熟悉设备:了解振动台的结构、工作原理、控制系统和测试要求。
阅读设备的说明书和操作手册,并进行培训。
2.确定测试要求:根据实际需求,明确测试的振动频率、幅值和工作环境等要求。
3.准备测试样品:准备要进行振动测试的样品,并确保其符合测试要求。
二、振动台调试步骤1.设备安装与连接(1)选择合适的安装位置,确保振动台具备稳定的运行条件。
(2)将振动台与电源、控制系统和测试设备等连接好,并进行必要的接地工作。
2.测试前的调试(1)进行设备自检:检查设备是否正常工作,包括检查电路、传感器、控制器等部件的连接是否良好。
(2)设备校准:校准振动台的传感器和测量系统,确保测量的准确性。
(3)检查安全装置:确保安全门、警示灯、急停按钮等安全装置正常工作,以确保人员和设备的安全。
(4)进行预热:振动台需要一段时间的预热才能达到稳定的工作状态,一般需要预热1-2小时。
3.振动台工作模式选择与调试(1)工作模式选择:根据测试要求选择相应的工作模式,如正弦振动、随机振动、冲击振动等。
(2)设置振动频率:根据测试要求设置振动频率,并进行相应的调试。
(3)设置振动幅值:根据测试要求设置振动的幅值,逐步增加幅值并检查设备的工作状态。
(4)调试阶段记录:在调整设置过程中,记录各种参数的变化和设备的响应,以供后续分析和纠正问题使用。
4.振动台振动特性调试(1)振动频率范围调试:逐步调整振动频率范围,从低频到高频进行测试,观察设备在不同频率下的工作状态和响应。
(2)振动幅值调试:逐步增加振动幅值,进行振动幅值调试,观察设备在不同幅值下的工作状态和响应。
(3)振动台性能测试:对振动台的性能进行全面测试,包括频率响应、振动峰值、加速度、位移等参数的测试和验证。
某四层砌体结构预制板教学楼振动台缩尺模型试验设计
4 5号钢加 工 而成 。墙 体 附加 的交叉 斜撑 直径 为 8m 采用 8 8级螺 杆加 工而 成 。 m, .
2 3 预 制板 的模 拟 .
原 型结构 预 制板厚 度 为 10mm, 按 1 0 若 :4模 拟 , 型 预制 板 厚 度 应 为 2 模 5mm。考 虑 到 实 际施 工 精 度, 以及 2 m厚 预 制板无 法 承担需 放 置在楼 板 上 的 附加 质 量 。 因此模 型预 制楼 板 的厚度 不 按 1 5m :4模
振 动 台模 型对 比试 验 , 绍 这两个 砌体 结构 整体 缩尺 模 型设计 的全 过程 及其 中应该 注 意的 问题 。 介
1 原 型 结 构 介 绍
原 型结构 选取建 于 2 0世 纪 9 0年代 以前 , 具有 典型代 表 意 义 的某 四层 外廊 式 砌 体结 构 预 制板 教 学楼 中的一个 单元 , 其平 面布 置如 图 1 示 。教: 问 84n, 所 塞开 . l进深 6 6I, 挑外 廊 宽度 18i, 高均 为 36 . I T悬 . 层 n . I。教室 中部 有两 根花 篮梁 , n 预制 板 (0 f ) 置 其 上 。墙 体厚 度 20m 采用 MU O烧 结 普通 砖 , 10mr厚 搁 l 4 m, I
。 ‘ 。8 4 0 ‘ 0 。 。
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型 与 原 型 正应 力 和剪 应 力 的相 似 关 系 一致 , 要求 加速度 的相 似 系数 s 为 10 取 . 。研 究 表
明 , 于 由重 力 荷 载 引起 的竖 向压 应 力 对 结 由
图 1 原型结构平面图 ( 位 : ) 单 mm
要 目的是探 讨采 用体 外 预应力 法 加 固后 的原 型结构 在不 同水 准地 震作 用 下 的抗震 性 能 , 因此采 用强 度模 型, 在选 用模 型材料 时 , 考虑 应力 一 变关 系尽 可能与 原型结 构相 同¨ 。 应 应
底层大空间高位转换高层建筑振动台试验研究
第8卷 第5期2009年 10月广州大学学报(自然科学版)Journal of Guangzh ou University(Na tural Science Edition)Vol .8 No .5Oc t . 2009 收稿日期:2009-04-03; 修回日期:2009-05-05 基金项目国家自然科学基金重大研究计划重点资助项目(5);建设部科技计划资助项目(52K 23,2K526);广州市属高校科技计划资助项目(66,53) 作者简介马玉宏(),女,副研究员,博士2y _@y 文章编号:167124229(2009)0520073207底层大空间高位转换高层建筑振动台试验研究马玉宏,崔 杰,黄襄云,陈建秋,任 珉,魏陆顺,谭 平(广州大学工程抗震研究中心;广州大学减震控制与结构安全重点实验室,广东广州 510405)摘 要:通过对一座底层大空间、采用高位厚板转换层的框支剪力墙高层建筑的模拟地震振动台试验,分析研究了该结构的抗震性能.按1∶30缩比设计制作了底层大空间高层建筑模型,测试了模型结构的动力特性及在1个场地波和2个天然波激励下的地震反应特征.试验及分析结果表明:该结构的抗震性能基本满足现行规范的要求;结构的转换层、剪力墙厚度发生变化及钢管混凝土柱转变为混凝土柱的36层附近是抗震薄弱部位,在抗震设计中应该予以加强.关键词:底层大空间;高位厚板转换层;框支剪力墙;振动台试验中图分类号:T U 352 文献标识码:A 随着我国基础设施建设速度的加快,高层建筑的高度逐年增加、体型日益复杂、功能要求日趋综合化,底部大空间结构在高层建筑中被大量采用[1].底部大空间结构能够形成自由灵活的大空间、满足人们的使用功能要求(例如底层大空间可作为商场、餐馆或文化娱乐场所,上部的小空间可作为住宅、旅馆或者商务用房),其结构类型主要可划分为底层框架砖房结构、底层大空间框架结构和剪力墙结构等.这类结构的特点是结构上部刚度大、下部刚度小,在地震作用下,结构下部易形成变形集中的薄弱层而使整个结构产生破坏,属于对抗震不利的建筑结构类型.目前,对其抗震性能的研究还不够充分,其在地震区的应用受到了限制,底部大空间高层建筑更属于超限审查的类型,而对此类复杂结构开展模拟地震振动台试验则是研究其抗震性能的主要手段.本文通过对一座底层超大空间、高位厚板转换框支剪力墙高层建筑的模拟地震振动台试验,深入研究了该结构的动力特性和地震反应特征,并对该结构的抗震提出了加强建议.1 工程概况本工程地上55层,地面以上总高199170m ,地面以上首层为高达30m 的架空层,二层以上为住宅.采用框支剪力墙结构体系,首层核心筒落地,建筑物角部布置5个414m ×418m 筒体,4个2m ×418m 半工字形剪力墙,在3个外挑客厅的中心点布置3个Φ2500的钢筋混凝土柱作悬挑转换.标准层为全剪力墙结构,双向布置,端、角部位的剪力墙适当加厚,建筑平面的凹位设置拉梁,以增强结构的抗扭性能,其余剪力墙在架空层(首层)顶转换.从第35层开始,剪力墙厚度变小,钢管混凝土柱转变为普通钢筋混凝土柱.工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为011g,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅱ类.本工程高度超限,转换层高度达到30m ,已经远远超出《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]中关于7度地震区转换层位置不宜超过5层的建议.此外,本工程竖向构件在二层不连续,除核心筒外,转换层上、下竖向构件基本不对齐,属于具有间接转换、悬挑转换的竖向构件不连续结构,楼层竖向刚度突变严重,底层大空间转换层上下相邻层受力情况复杂,结构的整体抗震性能和局部传力情况难以依靠现有计算方法精确确定.此外,本工程为平面不对称的三角形,凹凸不规则,扭转影响会较大.总之,本工程平面和立面均严重不规则,需要通过模拟地震振动台试验来对该结构的抗震性能作出正确的评价,从而分析其抗震能力,判断抗震薄弱部位.:90810270192007020108C0:1972-.E ma il:m h 220a 广州大学学报(自然科学版)第8卷 2 模型设计及试验方案2.1 模型设计及制作根据本工程结构试验要求和试验条件,采用考虑人工质量的混合相似模型,用一定的人工质量尽量减小忽略重力效应产生的影响.在综合考虑振动台的性能参数、吊装能力等因素后,模型和原型的相似关系见表1.对于钢筋混凝土梁、柱等构件的设计,根据抗弯和抗剪能力等效的原则;对于钢管混凝土柱采用刚度等效的原则[3],兼顾强度等效.表1 模型与原型的相似关系Table 1 Si m ilitude coefficient be t w een model and prot oty pe相似系数符号及公式比值(模型参数/原型参数)长度S l 1/30.00弹性模量S E 1/3.83质量S m1/5350.00加速度S a =S E S 2l /S m 1.56时间S t =S l /S a0.15频率S f =1/S t 6.82 本工程模型振动台试验在广州大学工程抗震研究中心3m ×3m 三向六自由度振动台上进行(见图1).模型混凝土采用由水泥与砂拌制而成的微粒混凝土;钢筋用镀锌铁丝代替;钢管混凝土采用钢管微粒混凝土制作,按照整体刚度相似原则,尽量兼顾强度相似.模型施工时外模板用木板制作,内模板用泡沫塑料制作.图 振动台试验的模型照片F T f x 2.2加载和量测方案 本试验中采用一条人工地震波和两条真实强震记录(E l Centr o 和Taft 地震记录),其中人工波由委托方提供.根据对该场地的地震安全性评价报告,水平加速度峰值分别为小震010389g 、中震011133g 、大震012164g .考虑相似系数后,振动台试验时水平加速度峰值采用:小震0106g 、7度中震01176g 、7度大震01336g .测点的布置主要考虑测试模型的动力特性、结构的地震反应以及关键部位的受力情况和弹塑性变形情况.因此,需要在适当部位布设加速度传感器、位移传感器及应变片.试验时,采用丹麦B&K 公司生产的4381V 型电荷加速度计配合NEX U S 26922014电荷放大器测量加速度和位移,采用德国HB M 公司产的SP I D ER8动态应变仪测量应变.本试验采用53个加速度传感器用于模态测试,34个加速度传感器用于测试加速度反应,56个位移传感器用于测试位移反应.其中,在进行模态测试和位移反应测试时,有20个传感器通过放大器在加速度和位移之间转换.加速度和位移测点主要布置在底座、夹层1、夹层2、2、4、7、12、20、28、36、44、50、53层及天面上,其平面布置见图2.应变测点重点布置在转换层下框支柱底、框支柱顶及转换层上层竖向构件(剪力墙)底处,以及重要梁(包括转换梁)等部位处.图 传感器平面布置图F f f 471ig .1he model i ed on the shaking table2i g .2P lane igure o acce l e ro m eters 第5期马玉宏等:底层大空间高位转换高层建筑振动台试验研究 在进行结构地震反应试验之前,先进行结构的模态测试,分别在X、Y、Z3个方向输入白噪声,测定结构震前的动力特性(包括振型、自振频率和阻尼比).在每个地震水准试验前后,各输入一次白噪声用以测定结构动力特性的变化情况.其次,选用甲方提供的人工波、El Centr o波和Taft波3个地震波进行模型结构7度小震、中震和大震的试验,地震波的输入采用了单向(X向、Y向)、双向或三向,以便用来与按《建筑抗震设计规范》[4]弹性计算的结果进行比较和验证,确定结构的最不利地震输入方向,并体现实际地震情况.试验工况见表2所示.表2 试验工况Table2 Test procedure工 况输入地震波输入方向输入加速度峰值/g工 况输入地震波输入方向输入加速度峰值/g7度小震白噪声(0.1~40Hz)X+Y+Z0.057度中震白噪声(0.1~40Hz)X+Y+Z0.05 人工波X0.06人工波X0.176El Centro波X0.06El Centr o波X0.176 Taft波X0.06Taft波X0.176人工波Y0.06人工波Y0.176El Centro波Y0.06El Centr o波Y0.176 Taft波Y0.06Taft波Y0.176人工波X+Y0.06+0.051人工波X+Y0.176+0.15El Centro波X+Y0.06+0.051El Centr o波X+Y0.176+0.15 Taft波X+Y0.06+0.051Taft波X+Y+Z0.176+0.15+0.1147度大震白噪声(0.1~40Hz)X+Y+Z0.05 7度大震人工波X+Y0.336+0.286人工波X0.336El Centr o波X+Y+Z0.336+0.286+0.218人工波Y0.336白噪声(0.1~40Hz)X+Y+Z0.053 试验结果及分析3.1 动力特性 为了分析模型结构的动力特性,在不同强度地震作用前后对模型输入加速度峰值为0105g、频带宽为011~40Hz的白噪声.利用丹麦B&K 公司的PULSE810operational moda l ana lysis软件对结构各部位测点的加速度响应信号进行模态分析,从而得到不同强度地震作用前后X向和Y向的自振频率和振型.模型结构遭遇地震作用前的各阶频率试验测试值与原型结构S A P2000计算值的比较见图3,不同强度地震作用前后测得的模型结构各阶频率的变化情况见图4. 由图3可见,实测频率较计算频率略高,除第三阶整体扭转和第五阶Y向平动二阶外,前七阶频率相差基本在%以内,可认为模型结构基本图3 频率测试值与计算值比较Fig.3 Te st and co mputa ti on re s ults offrenquency图 不同强度地震作用下频率的变化F F q q57204ig.4ren uencis under three level earth uake 广州大学学报(自然科学版)第8卷 上模拟了原型结构的动力特性.由图4可见,不同强度地震作用后模型结构的各阶频率均有所变化:随着地震作用强度的增加,模型结构的各阶频率呈下降趋势.在经历多遇地震作用后,结构的各阶频率与震前相比变化很小,平均下降2157%;在经历设防烈度地震作用后,各阶频率下降平均达到8163%;在经历罕遇地震作用后,各阶频率平均下降达到20127%.说明随着地震动输入的增大,结构刚度有所减小,结构局部进入弹塑性,阻尼比增大,导致结构的频率有所降低.图5为地震作用前进行的模态试验中结构X 、Y 向的一阶平动振型和扭转振型.可见,模型的振型呈弯剪型.测得模型结构的前五阶模态阻尼比依次为2147%、2123%、2132%、1179%和1132%.图5 试验测定地震作用前的模型结构振型图Fig .5 Te st result of vi brati on mode of the buil dings model3.2 加速度反应根据各测点的加速度反应时程可得模型结构的加速度反应最大值,图6为小、中、大震对应的X 向和Y 向最大加速度包络图.其中,天然波1、天然波2分别指El C entr o 波和Taft 波,以下同.图6 模型结构加速度包络图Fig .6 M axi m u m acce l e ra ti on amp lification coefficient at t op flo or 由图6可见:①不同地震波以不同强度作用时,结构的加速度反应规律基本相同;②在X 、Y 两个方向,三水准不同地震动作用下,结构的最大加速度沿高度具有相似的变化规律,说明结构X 向与Y 向刚度分布较为相近;③加速度最大值发生在结构顶层,顶部产生一定的鞭端效应;④3种地震波作用下,结构最大加速度放大系数平均值见表3,可见结构顶层的加速度放大系数基本上在3以内.表3 顶层加速度放大系数平均值Table 3 Ave rage value of acce lera ti on a mp lificati on coeffi 2cient at t op fl oor放大系数平均值单向输入地震波多向输入地震波X 向Y 向X 向Y 向7度小震2.3232.2722.340 2.6807度中震1.9372.0512.126 2.170度大震633 位移反应模型结构在小、中、大震下X 向和Y 向的相对位移反应包络图如图7所示.可见,模型的位移反应与模态试验的一阶平动振型(图5)基本一致,说明该模型主要以第一振型为主;在同级地震动输入下,模型的X 向位移大多比Y 向位移大;人工波作用下结构的反应最大,天然波作用下结构的反应较小,结构变形均匀.此外,从试验结果来看,多向地震作用同单向地震作用相比,结构模型变形相差不大.模型位移反应最大值见表4.模型结构层间位移最大值出现的层数规律基本相同,即结构层间位移最大值大多出现在44层,转换层处的层间位移也相对较大,这是由于在转换层及35层以上结构刚度突变造成的.此外,多遇地震作用下,结构层间位移角最大值的平均值为1/1045;在罕遇地震作用下,结构层间位移角最大值的平均值为3,均小于《建筑抗震设计规范》[]和《高层建筑混凝土结构技术规程》[]规定的限值6772.201.9401.8401.820.1/1742. 第5期马玉宏等:底层大空间高位转换高层建筑振动台试验研究 图7 相对位移包络图Fig .7 M axi mum re l a tive displace m ent of the model表4 模型位移反应最大值Table 4 M axi mum dis placement re s pon s e of t he mode l输入加速度幅值/g 地震动 方向顶层相对位移/mm 层间位移/mm(出现位置/层)顶层层间位移角/rad 小震0.060人工波X 3.19091.001(44)1/773Y 5.56660.401(12)1/1277El Centro 波X 2.03280.854(44)1/1156Y1.48060.663(44)1/2800Taft 波X 2.11360.702(44)1/1206Y1.75470.798(44)1/2250中震0.176人工波X 9.28432.992(44)1/279Y6.64413.442(44)1/662El Centro 波X 5.17512.117(44)1/463Y3.81721.422(44)1/821Taft 波X4.76371.550(44)1/599Y3.45571.705(44)1/1080大震0.336人工波X 22.45997.239(44)1/99Y16.06438.415(44)1/2573.4 扭转反应由于本工程是平面不对称的三角形,凹凸不规则,扭转效应的影响不可忽视.模型试验发现:在单向和多向地震作用下,模型结构在第50层~天面位置处X 方向的扭转较大,在第44层位置处Y 方向的扭转较大,即结构上部扭转严重,在3种地震波作用下模型结构扭转反应平均值的最大值见表5.可见,在多遇地震、设防烈度地震和罕遇地震作用下,模型结构扭转角平均值的最大值分别为1×3,513×3和13×,说明地震作用越大,扭转越明显;此外,地震波多向输入时,结构的扭转反应比单向输入时明显增大.表5 模型扭转反应最大值Table 5 Maxi m u m t o rsi on response of the mode l输入加速度方向小震反应/(10-3rad)中震反应/(10-3r ad)大震反应/(10-3rad)X YX Y X Y X 0.53-1.60- 4.4-Y -0.93- 4.13-14.3X +Y 双向1.471.275.234.538.313.2 通过比较结构在地震作用下楼层最大水平位移(边缘点)与该楼层位移平均值(质心点)的比7714710-rad 210-rad 1410-2rad 广州大学学报(自然科学版)第8卷 值可以发现:多遇地震时,结构X 向和Y 向的位移比值的最大值分别为1133和1146;设防烈度地震时,结构X 向和Y 向的位移比值的最大值分别为1134和1168;罕遇地震时,结构X 向和Y 向的位移比值的最大值分别为1117和1145,从而说明结构有比较明显的扭转效应,Y 向地震作用下的扭转比X 向大.3.5 应变和裂缝由于采用混合相似模型,忽略了重力效应的影响,模型的应变变化情况并不能简单地换算成原型的应力情况,但从应变相对值的变化可以定性地判断结构的应力变化情况,并根据应变的变化来检测模型结构的裂缝开展情况.模型结构在多遇地震作用下,各个测点的应变时程曲线拉压应变对称.结构底层架空层钢管混凝土柱底部拉应变最大值为484με,压应变最大值为-386με;混凝土剪力墙的拉应变最大值为311με,出现在转换层上层墙柱底的剪力墙上.最大值小于混凝土的开裂应变和钢结构的屈服应变,结构处于弹性工作状态,混凝土核芯筒底部和底部外围框支圆柱是结构受力较大的区域;在设防烈度地震作用下,结构底层架空层钢管混凝土柱底部拉应变最大值为424με,压应变最大值为-412με;混凝土剪力墙的拉应变最大值为553με,出现在结构底层墙柱底核心筒的剪力墙上.部分混凝土测点应变开始出现拉压应变分布不对称现象,说明混凝土结构可能局部出现细微裂缝.在双向地震输入时,结构转换层上部的剪力墙应变达到混凝土开裂应变,但未发现可见裂缝,应力较大区域位于转换层上部剪力墙以及核芯筒底部区域;在罕遇地震作用下,结构受力较大的区域与设防烈度地震作用下相同,测点的应变时程曲线呈现明显拉压应变不对称现象.转换层上层墙柱底剪力墙区域拉应变最大值为1661με,压应变最大值为-3589με,连梁拉应变最大值为543με,压应变最大值为-1581με.混凝土核芯筒底部应变已超过混凝土的开裂应变.观察发现结构在转换层上部的剪力墙已经开裂,在结构36层外围有两根混凝土柱也发生剪切破坏,见图所示图8 第36层外围柱发生破坏Fig .8 Failures of the colu m n a t the 36th F l oor4 结 论通过对某工程结构进行比例为1/30的振动台试验结果分析,可以得到以下结论.(1)将振动台试验测得的模型结构震前的各阶频率与由原型设计计算值换算后的频率进行比较,前七阶频率平均误差在20%以内,可认为模型结构基本上模拟了原型结构的动力特性.模型在经历多遇地震后,结构的各阶频率与震前相比平均下降2157%,可认为结构处在弹性工作阶段;在经历设防烈度地震后,各阶频率与震前相比下降平均达到8163%左右,混凝土局部部位有轻微开裂;在经历罕遇地震作用后,各阶频率与震前相比平均下降达到20127%,转换层上部剪力墙出现可见裂缝,个别混凝土柱发生破坏,说明结构进入弹塑性工作状态,但整体结构仍保持抗震承载力.(2)在相同地震动输入的情况下,人工波的反应比天然地震波大.结构反应以第一振型为主,高振型的影响显著,顶部鞭梢效应明显.(3)从层间位移角等参数来看,结构抗震性能基本满足7度抗震设防的要求.(4)结构体型复杂,平面不规则,在地震作用下出现了较明显的扭转效应.地震波多向输入时,结构的扭转反应比单向输入时明显增大.(5)由于结构第1层为30m 高的架空层,且从第35层开始结构剪力墙厚度变小、钢管混凝土柱转变为混凝土柱,因此在这两个部位有较明显的刚度突变产生,形成了结构的薄弱部位,该区域附近的层间位移较大,在大震作用下混凝土柱发生破坏.建议设计时在确保架空转换层安全的同时,尽量避免钢管混凝土柱突然变成普通钢筋混凝土柱的方案,以免形成新的薄弱部位,导致结构高层处形成新的安全隐患878.. 第5期马玉宏等:底层大空间高位转换高层建筑振动台试验研究 参考文献:[1] 黄襄云,金建敏,周福霖,等.高位转换框支剪力墙高层建筑抗震性能研究[J ].地震工程与工程振动,2004,24(3):73281.H UANG Xiang 2yun,J I N J ian 2m in,Z HO U Fu 2lin,et al .Seis m ic behavi or ana lysis of a high 2ris e building of frame 2shear wall struc ture with hi gh tansfe r f l oor[M ].Earthq Eng Eng V ib,2004,24(3):73281.[2] JG J322002,高层建筑混凝土结构技术规程[S ].北京:中国建筑工业出版社,2002.JG J322002,Technical s pecifica ti on for concrete struc t ures of ta ll buildi ng[S ].B eijing:Arch Industry Publishing Company of China,2002.[3] 吕西林.复杂高层建筑结构抗震理论与应用[M ].北京:科学出版社,2007.LU Xi 2lin .Seis m ic theory of comp l ex h i gh 2rise building with app lica ti on[M ].B eijing :Sci Pre ss,2007.[4] G B 5001122001,建筑抗震设计规范[S ].北京:中国建筑工业出版社,2001.G B 5001122001,Code for Seis m i c design of the buildings [S ].Be ijing:A rch Industry Publishing Company of Chi na,2001.Ea r thqua ke sim ul a ti on sha k i ng ta ble test of a h i gh 2r i se str uctur e w ith l a r ge space o n gr oun d floor and h i gh tran sfer sl ab sM A Yu 2h o ng,CU I Jie,HU AN G X ian g 2yun ,CH E N Jia n 2q iu ,RE N M in,W EIL u 2sh u n,T AN P ing(Earthquake Engi neering R es earch and Test Cen t er,Key Laborat o ry of Seis mic Con trol andStructural Safet y,Guangzhou Un i versity,Guangzhou 510405,China )Abstrac t:Seis m ic behavi ors of a high 2rise fra m e 2shear wall structure with la r ge s pace on gr ound fl oor and high thick transf e r slabs is studied on the shaking table .A 1∶30scale model of the building is construc ted,the dy 2na m ic cha r acte ristcs and earthquake r e s ponses of the model unde r thr ee earthquake waves which include one synthetic wave and t w o natural waves are researched .The result of test and analysis of the model show tha t seis 2m ic behavi ors of the buildings are basically satisfied with request of the code f or seis m ic de sign of the buildings,and the transf e r fl oor and the 36th fl oorwhere shear 2wa ll becom esweak and stee l 2p i ped concret colum n becom es reinforced concrete colum n ar e seis m ic weak floor of the building .Key words:la r ge space on gr ound fl oor ;high tr ansf e r fl oorw ith thick slabs;fr ame 2shearwall;shaking table test【责任编辑:刘少华】97。
振动台试验方案设计实例.
一、振动台试验方案1试验方案1.1工程概况本工程塔楼结构体系为“三维巨型空间框架-钢筋混凝土核心筒”结构体系,主要由4个核心筒、钢骨混凝土(SRC)外框架、3个避难层联系桁架三部分构成,图1-2、图1-3分别是B塔结构体系构成示意图和建筑效果图。
特别指出的是本工程在14、24楼层的联系桁架的腹杆以及32、48楼层的斜撑为防屈曲支撑(UBB)构件。
设计指标为小震不屈服,大震屈服耗能。
具体位置示意见图1-4。
本工程的自振周期约为6.44秒,超过了《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001)设计反应谱长为6秒的规定。
本工程存在5个一般不规则和2个特别不规则类型,5个一般不规则类型分别是扭转不规则、凹凸不规则、刚度突变、构件间断和承载力突变。
2个特别不规则是高位转换和复杂连接。
1.2模拟方案1、模拟方案选择动力试验用的结构模型必须根据相似律进行设计,模型动力相似律的建立以结构运动方程为基础,选择若干主要控制参数作为模拟控制的对象,依据Buckingham的π定理,经无量纲分析导出控制参数的无量纲积,据此确定各控制参数的相似比率。
结构动力试验的相似模型大致分为四种:(1)弹塑性模型理论上可以重现结构反应的时间过程,使模型和原型的应力分布一致,并可模拟结构的破坏。
由于要严格考虑重力加速度对应力反应的影响,必须满足S a=S g=1(S a=模型加速度/原型加速度,S g为重力加速度相似系数,各相似系数之间的关系见表1),即模型加速度反应与原型加速度反应一致,这一要求大大限制模型材料的选择。
因为在缩尺模型中,几何比(S l)很小,在Sa=Sg=1的条件下,要满足Sa=S E/S l Sρ=1,即S l=S E/Sρ,必须使模型材料的弹模很小或材料密度很大,弹模小导致模型浇筑困难,容易损坏;密度大则要求在模型材料中加入大量铅粉之类容重大的掺合物。
这对大型建筑动力试验模型是难以办到的。
即使弹模或密度满足了相似条件,材料的其他性质如泊松比和阻尼等也难以满足相似关系,所以全相似模型只是一种理想化的模型,在实际工程中很难采用。
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《现代结构实验》
作业三
某建筑振动台试验方案设计
一、振动台试验方案
1试验方案
1.1工程概况
本工程塔楼结构体系为“三维巨型空间框架-钢筋混凝土核心筒”结构体系,主要由4个核心筒、钢骨混凝土(SRC)外框架、3个避难层联系桁架三部分构成,图1-2、图1-3分别是B塔结构体系构成示意图和建筑效果图。
特别指出的是本工程在14、24楼层的联系桁架的腹杆以及32、48楼层的斜撑为防屈曲支撑(UBB)构件。
设计指标为小震不屈服,大震屈服耗能。
具体位置示意见图1-4。
本工程的自振周期约为6.44秒,超过了《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001)设计反应谱长为6秒的规定。
本工程存在5个一般不规则和2个特别不规则类型,5个一般不规则类型分别是扭转不规则、凹凸不规则、刚度突变、构件间断和承载力突变。
2个特别不规则是高位转换和复杂连接。
1.2 模拟方案
1、模拟方案选择
动力试验用的结构模型必须根据相似律进行设计,模型动力相似律的建立以结构运动方程为基础,选择若干主要控制参数作为模拟控制的对象,依据。