地震模拟振动台选型
考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究
世界地震工程WORLD EARTHQUAKE ENGINEERING Vo1.38No.2Apr.2022第38卷第2期2022年4月文章编号：1007－6069（2022）02－0089－07DOI ：10.19994/ki.WEE.2022.0035考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究徐卫锋1，李彬彬1，2，刘博3，王社良1，李一凡1，贾亮卫1，赵青云1（1.西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2.西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室，陕西西安710055；3.中铁二十局集团有限公司，陕西西安710016）摘要：在核电站中：核电设备通过不同的固定条件与结构相连，地震作用时设备与结构动力相互作用复杂，为分析核电设备多维地震响应并鉴定其抗震性能，进行了考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究。
振动台试验进行了5次运行基准地震和1次安全停堆地震的动力时程激振，以及试验首末2次动力特性测试。
试验结果表明：不同固定条件会影响核电设备多维地震响应的加速度峰值、反应谱特性和动力放大系数，与设备直接固定于振动台相比，将核电设备悬挂固定于剪力墙再与振动台连接的固定条件，改变了设备反应谱特性，且放大了响应的加速度峰值，具有显著的动力放大效应，使核电设备多维地震响应更为强烈。
因此，对此类固定条件的核电设备，在产品设计及安装固定时要充分考虑动力放大效应，以提高设备的抗震韧性。
抗震试验前后，核电设备功能运行正常，结构完整性好，抗震性能满足要求。
关键词：核电设备；振动台试验；多维地震响应；动力放大效应中图分类号：TU317文献标识码：AShaking table test on multidimensional seismic response of nuclear powerequipment considering different fixed conditionsXU Weifeng 1，LI Binbin 1，2，LIU Bo 1，WANG Sheliang 1，LI Yifan 1，JIA Liangwei 1，ZHAO Qingyun 1（1.School of Civil Engineering ，Xi'an University of Architecture and Technology ，Xi'an 710055，China ；2.Key Laboratory of Structural Engineering and Earthquake Resistance ，Xi'an University of Architecture and Technology ，Xi'an 710055，China ；3.China Railway 20th Bureau Group Co.，Ltd.，Xi'an 710016，China ）Abstract ：In nuclear power plant ，nuclear power equipment is connected with structure by different fixed condi⁃tions.The dynamic interaction between equipment and structure is complex under earthquake action.In order to an⁃alyze the multi⁃dimensional seismic response of nuclear power equipment and evaluate its seismic performance ，shaking table test on multi⁃dimensional seismic response of nuclear power equipment considering different fixed conditions is carried out.Shaking table test included the dynamic time history excitation of five operating basis earthquakes and one safe shutdown earthquake ，as well as the dynamic characteristics tests at the beginning and at the end of test.The test results show that different fixed conditions will affect the acceleration peak value ，response spectrum characteristics and dynamic amplification factor of multi⁃dimensional seismic response of nuclear power pared with the equipment directly fixed on the shaking table ，the fixed condition that the nuclear收稿日期：2021－06－08；修订日期：2021－10－08基金项目：陕西省创新能力支撑计划（2020PT-038）；陕西省重点研发计划项目（2022SF-375）；国家自然科学基金（51678480）作者简介：徐卫锋（1969－），男，硕士研究生，主要从事生命线工程防灾减灾等研究.E⁃mail ：*******************.cn通讯作者：李彬彬（1979－），男，博士，高级工程师，主要从事地震模拟振动台控制技术及电气设备抗震性能等研究.E⁃mail ：libinbin@xau⁃90世界地震工程第38卷power equipment is fixed on the shear wall connected with the shaking table changes the response spectrum charac⁃teristics of the equipment，and enlarges the acceleration peak value，which has a significant dynamic amplification effect.It makes the multi⁃dimensional seismic response of nuclear power equipment bigger.Therefore，the dynamic amplification effect should be fully considered in nuclear power equipment with this fixed condition，to improve the seismic resilience of the equipment.Before and after the shaking table test，the nuclear power equipment functions normally，which structure integrity is good，and the seismic performance meets the requirements.Key words：nuclear power equipment；shaking table test；multi⁃dimensional seismic response；dynamic amplifica⁃tion effect引言地震作为一种极具破坏性且难以预测的自然灾害，若对核电站造成破坏并导致放射性物质泄露，后果不堪设想，因此保证核电站重要结构及设备在地震作用下的安全运行，具有特殊的重要性。
地震模拟振动台系统操作说明与实验数据分析详解
地震模拟振动台简介（SVT Introduction）
发展过程 （Development process）
地震模拟振动台的发展始于六十年代末期，是在野外强震
试验不能满足研究需要；
主要有三个方面特征：
1、波形 2、振动方向 3、控制方式
此外，日本最早开展研究，具有世界最大规模的地震台；
中国研制开发地震模拟振动台始于七十年代末期，虽有取 得一定成功，但未形成规模；美欧等国在伺服控制技术具 有领先优势。
9
地震模拟试验室构成(Composition of Lab)
地震模拟振动台是一项综合有土建、机械、液压、电子、 计算机技术、控制技术和振动量测技术的系统工程。 要建成地震模拟振动台，必须还要有配套的试验室，包括： 1． 安装地震模拟振动台主体的基础； 2． 放置地震模拟振动台和基础的试验大厅； 3． 试验大厅中配备有安装及运送试件的起重设备； 4． 有控制室，放置地震模拟振动台控制系统； 5． 安装液压源的油源室； 6． 放置量测仪器和进行数据处理室； 7． 强电配电室，主要供液压源用电； 8． 供液压源冷却的水供应系统，包括供水池、冷却塔等。
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目 前正在调试
部分控制自制
三参
工作频率高，
量反 Schenck 正准备升级控
馈
制
三参
部分部件由国
量反 MTS 内红山厂配
馈
套，运行良好
共用油源， 位移 Schenck Schenck作动
器，其余自制
自制
红山
设备开发能力 强，全套国产
MTS 另有2*6m滑台
Seismic testing study
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。
振动台试验(终极版)
良好的工作状态。
试样准备
根据试验要求准备试样 ，确保试样的尺寸、质
量等参数符合标准。
环境设置
确保试验环境满足要求 ，如温度、湿度等。
安全措施
确保试验过程中人员和 设备的安全，如设置防 护装置、警示标识等。
试验过程
参数设置
根据试验要求，设置振动台的 振幅、频率、加速度等参数。
数值模拟技术
通过将振动台试验与数值模拟技术相结合，实现试样的优化设计和性 能预测，缩短产品研发周期。
THANKS
感谢观看
振动台试验的应用
01
02
Hale Waihona Puke 030405振动台试验广泛应用于 航空航天、汽车、电子 、通讯、建筑等领域， 用于检验产品或结构的 抗振性能、疲劳寿命等 。
在航空航天领域，振动 台试验用于检验飞行器 在起飞、降落和飞行过 程中可能遇到的振动环 境，以确保飞行器的安 全性和可靠性。
在汽车领域，振动台试 验用于检验汽车在行驶 过程中可能遇到的颠簸 、振动等环境，以提高 汽车的安全性和舒适性 。
结果评估
根据数据处理结果，评估试样的性能，如强 度、疲劳寿命等。
结果应用
将试验结果应用于实际工程中，为设计和优 化提供依据。
03
CATALOGUE
振动台试验的参数设置
频率设置
频率范围
扫描速度
根据试验需求，选择合适的振动频率 范围，通常为5-2000Hz。
设定频率变化的快慢，以适应不同试 验需求。
数据记录
在试验过程中，实时记录各项 数据，如时间、振幅、加速度 等。
异常处理
如遇异常情况，应立即停止试 验，检查并排除故障后重新开 始。
高层建筑抗震性能模拟地震振动台试验
一、竞赛目的通过比赛，加强华东地区工科院校土建类专业之间的相互交流，促进学生创新能力和专业技术水平的提高，营造培养卓越工程人才的良好氛围。
本次比赛突出设计理念、结构概念、结构体系创新，采用先进设备实施加载试验，希望能从理论创新引领实际工程发展的角度，加强理论与实际的有机结合，注重对设计构思与实施结果一致性的考察。
二、竞赛题目高层建筑抗震性能模拟地震振动台试验三、竞赛内容1、结构方案概念设计及方案优选；2、结构分析与制作详图设计；3、结构模型制作；4、结构模型模拟地震振动台试验。
四、竞赛细则（一）材料及制作工具1、材料主体材料：有机玻璃板，额定厚度：1mm、2mm，弹性模量2.6⨯103MPa，强度40MPa，比重1.2。
辅助材料：镀锌铁丝，规格22号，直径0.71mm，材质：Q235。
胶接材料：氯仿、502胶（辅助安装质量块用，安装质量块时在实验室现场领取）。
标识材料：红、黄、蓝、黑彩色不干胶纸各一张，规格100⨯40。
【注1】材料由组委会提供，不允许使用任何其他材料。
【注2】材料参数仅供参考，有机玻璃板厚度、镀锌铁丝的直径可能有较大的误差，以实测结果为准。
2、制作工具钩刀、美工刀、电吹风、0#水砂纸、锉刀、直尺、图板、小毛笔、滴管注射器。
（二）模型设计要求1、底座虚线内为模型可使用范围，Φ1=8为柱脚安装孔，Φ2=5为底板安装孔底座平面示意图模型需可靠连接于底座上，然后固定于地震模拟振动台台面上。
底座为有机玻璃板，尺寸250×250×6mm，外围25mm范围不得有任何构件。
底座内部200 200范围8个直径8mm的圆孔，可用于固定构件（上部模型如不能利用这8个孔，可采用其它任一有效方式将上部模型固定于底板上）；外围12个直径5mm的孔用于将底座固定于地震模拟振动台台面上。
底座平面示意见上图，底座上不得另行钻孔。
2、楼层数模型必须至少有4个平面楼层，包含底层但不包括顶面，底座视为模型一层。
模拟地震挤压实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的为了提高我国应急救援队伍应对地震灾害的能力，验证地震挤压实验设备的效果，以及为我国地震救援技术提供参考，我们进行了本次模拟地震挤压实验。
通过模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应，研究挤压实验设备对模拟建筑物的破坏效果，以及人员被困后的救援可行性。
二、实验原理本次实验采用模拟地震挤压实验设备，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。
实验过程中，通过调整设备参数，模拟不同震级、不同类型的地震挤压作用。
实验原理如下：1. 模拟地震：通过地震模拟设备产生地震波，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。
2. 实验装置：实验装置包括模拟建筑物、地震模拟设备、传感器等。
模拟建筑物采用可拆卸的模块化结构，便于实验过程中更换。
3. 数据采集：实验过程中，通过传感器实时采集模拟建筑物的变形、受力、振动等数据，以及人员被困后的生存状态。
4. 分析与评估：根据实验数据，分析模拟建筑物的破坏程度、人员被困情况，评估地震挤压实验设备的效果。
三、实验设备1. 地震模拟设备：采用电液伺服地震模拟系统，可模拟不同震级、不同类型的地震。
2. 模拟建筑物：采用可拆卸的模块化结构，便于实验过程中更换。
3. 传感器：应变片、加速度计、位移传感器等，用于实时采集实验数据。
4. 人员模拟：采用假人模拟被困人员，用于研究挤压实验设备对人员的影响。
四、实验步骤1. 实验准备：搭建实验装置，调试设备参数，确保实验顺利进行。
2. 实验开始：启动地震模拟设备，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。
3. 数据采集：实验过程中，实时采集模拟建筑物的变形、受力、振动等数据，以及人员被困后的生存状态。
4. 实验结束：实验结束后，关闭地震模拟设备，收集实验数据。
五、实验结果与分析1. 模拟建筑物破坏程度：实验结果表明，随着地震震级的增大，模拟建筑物的破坏程度逐渐加剧。
在模拟6级地震时，模拟建筑物大部分结构被破坏，形成较大裂缝。
2. 人员被困情况：实验过程中，人员模拟在地震挤压作用下，身体多处骨折，无法动弹。
分区吊挂式建筑幕墙模拟地震振动台试验方法研究
摘 要 分 区吊挂 式建 筑幕墙 体 系独特 而 复杂 ， 其 抗震 性 能值 得 关 注。在 分析 其 结 构特 点 和 总 结 以往 建 筑幕墙 振 动 台试 验研 究成 果的基 础上 ， 指 出现行 试验 方法 的不足 ， 并从 地震作 用分析 、 试 验单 元选取 、 试 验 支架设计 和抗 震性 能评 价 四个方 面进 行 改进 ， 提 出了基 于主体 结 构和 幕墙 支撑 结 构地 震反 应 的 分 区吊挂 式 建筑幕 墙振 动 台方法 。利 用该方 法进行 某超 高层 建 筑 分 区 吊挂 式玻 璃 幕 墙振 动 台试 验 ， 合 理 地 评价 了该 幕墙 单元 的抗震 性 能 ， 验证 了该 方 法的有 效性和 实用性 。 关键 词 分 区 吊挂 式建 筑幕墙 ， 振 动 台试验 ， 试 验单元 ，试验 支 架 ， 抗震 性 能
ｐｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ａ ｒ ｃ ｈｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｃ ｕ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｗａ ｌ ｌ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｗｅ ａ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ
ｆ ｒ ａ ｍ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｊ ｏ ｒ
结构实验技术_地震模拟振动台试验2
4、输入波形
地震模拟振动台试验的主要目的是检验 结构在遭遇地震时的性能。一般要求振动台 能够模拟地震地面运动，输入的振动波形应 为不规则的地震波。此外，振动台可以用来 对结构施加各种振动激励，输入的波形还包 括正弦波、三角波等规则波，以及随机的不 规则白噪声波等。
建设单位
中国建筑±1.2 X：±1000 X：±100
三向六自由度 4*4 10 25 Y：±0.8 Y：±600 Y：±50 0~50
Z：±0.7 Z：±600 Z：±50
三向六自由度 3*4 3 12 X：±1.3 X：±600 X：±125 3.4~40 250
X：±1.0 X：±600 X：±80
一、概论
3、优点：可以真实的反应结构实际地震反 应；可以很好的反映应变速率对结构材料 强度的影响
4、缺点：设备昂贵，受台面尺寸限制，不 能做大比例模型试验；受尺寸效应影响， 很难评价结构的抗震能力
二、振动台基本原理
振动台是用来产生模拟的地震地面运动，对结构的 抗震性能进行研究。如图为一地震模拟振动台的示 意图。
2*250
三向六自由度 5*5 20 30 Y：±1.0 Y：±600 Y：±80 0.5~40 2*250
Z：±0.7 Z：±300 Z：±50
4*250
水平竖向双向 四自由度
2*2.8
6
X：±1.0 X：±500 Z:±0.8 Z:±340
X：±50 Z:±34
0.1~100
150
X：±1.0 X：±100 X：±100
208
控制 生产 方式 厂家
备注
MTS 三参
量
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目
西南交通大学8m×10m地震模拟振动台运行对场地振动的影响分析
ＣＭＹＫ
２期
刘必灯等：西南交通大学 ８ｍ×１０ｍ地震模拟振动台运行对场地振动的影响分析
２２７
运行诱发振动台基础及周围场地振动的实测结果表明，该振动台 载重 ７ｔ试件并 输入 １５ｇ调 幅汶川地震卧龙台地震动时，实验室室内地面最大加速度 峰值仅为 ５ｇａｌ；Ｒｅｎ等 （２０１３）通过 实测和有限元计算对同济大学 四 台 阵 振 动 台 运 行 诱 发 场 地 振 动 进 行 分 析 后 指 出，单 台 满 载 １２ｇ运行时 诱 发 基 础 边 缘 振 动 小 于 ５ｇａｌ；Ｌｕｃｏ等 （２０１１）测 试 了 美 国 圣 地 亚 哥 加 州 大 学 （ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＵＣＳＤ）室外振动台运行诱 发的基础 最大振 幅，并指 出基 础运动的刚体运动特性。
关 键 词 ： 地 震 模 拟 振 动 台 振 动 影 响 实 验 研 究 ［文章编号］ １００１４６８３（２０１９）０２０２２６１２ ［中图分类号］ Ｔ３１７２；ＴＵ４７６２ ［文献 程 及 结 构 动 力 学 研 究 的 重 要 实 验 工 具，振 动 台 实 验 是 探 讨构件、子结构及结构系统承受 地 震 等 动 力 荷 载 下 响 应 规 律 的 最 有 效 方 式 之 一。 多 地 震 的 日本、美国和中国等是全球应用 地 震 模 拟 振 动 台 最 早 和 最 多 的 国 家，其 应 用 均 起 源 于 ２０世 纪 ６０年代，据不完全统 计，仅 日 本 已 建 成 并 投 入 使 用 的 振 动 台 （含 台 阵 ）数 量 就 超 过 ４０台 （黄浩华，２００８）。经过 ５０多年的发展，地 震 模 拟 振 动 台 逐 渐 向 多 自 由 度、多 台 阵 及 大 尺 寸、 大承载力方向发展。大型地震模拟振动台作为重要的人工振源，其运行 除激发模 型振动 外， 诱发的基础振动还会对周围建筑及场地产生振动污染，其振动影响 问题 已引起 了诸多关 注， 尤其是在其周围布置精加工车 间 或 精 密 仪 器 实 验 室 时 更 甚。迄 今 为 止，国 内 外 有 关 机 器 运 行、车辆运行振动影响的研究较多 （刘 卫 丰 等，２０１３；曹 艳 梅，２００６；黄 菊 花 等，２００１；李 毅 等， ２０１０），但关于振动台运行影响的研究则开展 较 少。黄浩 华（２００８）、侯 兴民等 （２００３）使 用 传 递函数法对振动台振动影响作过理论计算；刘必灯等（２０１６）对防灾科技学院 ３ｍ×３ｍ振动台
地震模拟振动台试验12次课45
Lab of Prof. Tian Shizhu
15
(2) 台面运动自由度
理论上，地震模拟振动台可以有6个自由度，也就是说，基于 现代工业技术制造的地震模拟振动台可以使振动台再现全部
地震地面运动。但在工程实践中，地震记录很少有地面运动
的旋转分量。这与强震观测有关。我们知道，强震观测仪记 录的地震运动为仪器安装位置的直线运动，这个直线运动应 该包含了旋转分量。但如果要通过强震观测仪确定地震引起 的地面旋转运动，就必须知道转动中心。由于地震运动的复
由度为水平方向，另一自由度为竖向方向；另一种组合中，
两个自由度均为水平方向，两个水平运动方向相互垂直。三 自由度的振动台包括两个水平方向的自由度和一个竖向方向 的自由度。目前，已投入运行的地震模拟振动台虽然具有在 全部6个自由度上模拟地震地面运动的能力，但在结构抗震试
验中，一般仍以水平方向和垂直方向的振动为主。
Lab of Prof. Tian Shizhu
8
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。
试验时，振动台台面产生 要求的地面运动，其运动规律 与结构遭遇地震时的运动规律
相同。安装在振动台上的模型
结构受到台面运动的加速度作 用，产生惯性力，从而再现地 震对结构的作用。 Lab of Prof. Tian Shizhu
Lab of Prof. Tian Shizhu
7
§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。 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。
振源与地震模拟振动台-文档资料
3、人为振源
3.1 机械式激振器和偏心式起振机
3.2 电动力式振动台和激振器
3.3 力锤
3.4 地震模拟振动台
3.5 车辆振动
.
3.6 爆破
3.7 张拉释放
3.8 人体晃动
4
3.1 机械式激振器和偏心式起振机
由变速电机和恒速电机通过各种变速机构驱动一 个大的质量块产生惯性力从而激起被测对象的振 动。
以液压式应用最为广泛。本节以液压式为
例介绍。
.
16
地震模拟振动台的用途
1．进行各类建筑物模型的动力特性试验； 2．进行各类建筑物模型在地震作用下的破坏机理的
研究； 3．进行各类建筑物模型的抗震措施的研究； 4．进行各种机电设备和设施的耐震试验研究；
.
5．进行各类机电产品的振动例行试验； 6．进行家庭用具和人体在地震作用下的反应研究； 7．在娱乐场所进行地震宣传的科普教育。
车辆振动常用于公路桥、铁路桥、及结构物的振动测试。 桥梁振动实验中，通过采集车辆以不同速度通过桥梁时
桥梁的振动信号来分析桥梁的自振频率、阻尼、振幅、 振型、冲击系数等参数。
.
23
3.6 爆破
爆破可分为岩塞爆破、地下爆破、工业爆破、核爆 破、勘探爆破等。
爆破在工程结构的抗震实验研究、地球物理勘探、 爆破影响场研究以及各种军事目的研究中常被用作 振源。
由于场地微振动随时随地都是存在的，因此这是工程上的 一种重要振源，对于一些超大型的结构物，人工方法极难 有效地激起结构物的振动，因此场地微振动成为了唯一可 以有效利用的振源。
29
4.3 风、火山爆发、泥石流等
风振常引起周期较长、不规则的振动。风振对于一 些“长、高、大”结构的影响非常明显，如斜拉桥、 悬索桥、跨河（谷）输油气管道等。
钢框架抗震减震振动台实验[详细]
![钢框架抗震减震振动台实验[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/f1f474c1f46527d3240ce0c8.png)
a / (m/s2)
0
0
-20
-1
-40
-2
0
5
10 t / s 15
20
25
0
5
10
15
20
25
t/s
0.5mm1.2Hz的正弦波作用下顶层位移和加速度时程曲线
0.3
4
无 TMD
无 TMD
FPS-TMD
0.2
FPS-TMD
2
0.1
a / (m/s2)
0
0.0
-2
-0.1
-0.2 -4
-0.3
0
5
10 t / s 15
1.5×1.5M单向地震模拟振动台；
振动测试系统DH-5938； 动应变测试系统DH-5937； 电液伺服控制加载系统；
加速度传感器
2
压电式加速度传感器；
位移传感器；
应变计
电阻应变计；
位移传感器
三、实验测试系统
压电式加速 度传感器
DH5938 振动测试系统
DH5937动 应变测试系统
➢通过调整水箱内不同水深，耗能 减振效果的对比实验。
用于钢框架减震振动台实验的阻尼器
TLD-TMD 调谐液体阻尼器TLD
调谐质量阻尼器TMD
顶部装阻尼器的钢框架实验
磁流变阻尼器MR 装消能支撑的钢框架实验
调谐质量阻尼器TMD实验研究
y / mm
40
无 TMD
20
FPS-TMD
2
无 TMD
FPS-TMD 1
20
25
0
5
10 t / s 15
20
25
1mm-1.5Hz正弦波作用下顶层位移和加速度时程曲线
振动台隔振及其固有频率计算选型
振动台隔振及其固有频率计算选型1 空气弹簧隔振系统建模空气弹簧隔振系统可视为单自由度系统，建立振动台空气弹簧-减振器的数学计算模型，如下图3所示，系统简化为弹性元件和阻尼元件的并联，认为其不存在耦合振动，可由该数学模型获得空气弹簧的刚度特性与其垂向形变量的关系式。
图1-3 垂直振动台隔振系统模型隔振系统可抽象为由质量M 、刚度K =4K ′、阻尼C =4C ′表示的二阶集总参数系统，通过ωn =√K M ，阻尼比ξ=2√MK ，固有频率f n =ωn 2π=√K M 2π，计算隔振系统的固有频率f n 、阻尼比ξ。
2 承载力分析最大承载力分析 例：振动台总质量约为5.02 T ，振动台最大推力F p =40kN ，由此可计算得到空气弹簧系统所需最大承载力为F max =mg +F p =5.02∗9.8+40=89kN =20069bs安装空气弹簧4个，每个空气弹簧所需的最大承载力为F max ′=F max 4=22.25kN =5006lbs 静态承载力分析振动台总质量约为5.02T ，则空气弹簧的静态承载力为F s =mg =49.196kN =11069.1lbs安装空气弹簧4个，每个空气弹簧的静态承载力为F s′=F s4=12.299 kN=2767 lbs3 空气弹簧选择空气弹簧高度的选择选择空气弹簧的高度为设计高度130mm。
空气弹簧充气压力的选择所选择的空气弹簧应该在设计高度处满足静态承载力≥F s′=2767 lbs，最大承载力≥F max′=5006 lbs。
选择晨光300130J-1型空气弹簧。
查表可知，该空气弹簧在充气压力为0.7mpa时，高度为135mm时，可承担3674bs负载，大致满足静态承载力要求，在高度压缩到75mm时，可承担5451.6lbs负载，满足最大承载力要求。
固有频率的计算查表可知高度为135mm，充气压力为0.7mpa时，空气弹簧刚度为K′= 386kg/cm，由于共安装4个空气弹簧，故换算单位为1512130 N/m，可解得隔振系统的固有频率f n：f n=√KM2π=√151213050202π=2.76 Hz4 阻尼器选择以选用MONROE 31089型阻尼器，其阻尼系数为C′=2150.7 N·s/m，可计算总的阻尼系数CC=4C′=8602.8 N·s/m隔振系统的阻尼比ξ=2√MK =2×√3016.5×862880=0.0843，为使隔振系统具有相同的阻尼比，可计算得到所需阻尼器的阻尼系数为ξ∗2√MK4=3672N·s/mC′target=。
国内大型振动台及其参数
国内大型振动台及其参数大浩神110330xxxx1) 同济大学同济大学地震模拟振动台在朱伯龙教授的领导下于1983年7月建成，原为X、Y两向振动台，90代进行了多次改造，主要改造内容为：双向振动台升级至三向六自由度；模型重量由15t升级至25t；控制系统和数据采集系统的升级等。
目前，该振动台的主要技术参数如下：台面尺寸：4m×4m；频率范围：0.1~50Hz；最大模型重量：25t;最大位移：X向：±100mm，Y向：±50mm，Z向：±50mm；最大速度：X向：1000 mm/s；Y向和Z向：600 mm/s；最大加速度：X向：4.0g（空载）1.2g（负载15t）；Y向：2.0g（空载）0.8（负载15t）；Z向：4.0g（空载）0.7g（负载15t）；最大重心高度：台面以上3000 mm；最大偏心：距台面中心600 mm；该振动台的核心部件由美国MTS公司生产，部分部件由国内配套，具体为：控制部分和数据采集部分由MTS生产；钢结构台面由MTS设计，国内红山材料试验机厂通过兰州化工总厂生产；油源部分的核心部件MTS提供，其他油箱、硬管道等部分由红山生产；作动器均采用MTS产品。
整个系统由MTS总承包。
该振动台实验室是土木工程防灾国家重点实验室的一部分，技术负责人为吕西林教授，目前已经完成试验项目数量近500项。
据统计，在世界上已经运行的大型振动台中，该振动台的运行效率名列前茅。
二、苏州东菱振动试验仪器有限公司世界最大单台推力电动振动台该系统主要由500kN(50吨)超大推力的电动振动台、4500mm×4000mm超大尺寸的水平滑台及700kW超大功率的功率放大器组成，与目前国外单台最大推力的日本35吨振动台相比，全部8项主要技术指标中有5项超过、3项持平。
三、中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院原有的3×3m单向振动台已经基本废弃，其新建地震模拟振动台位于北京市顺义区的科研基地，目前安装已经完成，正在进行调试。
深圳中航广场模型模拟地震振动台试验研究
第33卷 增刊2007年12月四川建筑科学研究Sichuan B uilding Science收稿日期223作者简介徐忠根(65),男,浙江金华人,博士,副教授,主要从事钢结构稳定、结构抗震的研究。
x z @63深圳中航广场模型模拟地震振动台试验研究徐忠根1,刘 臣2,陈笑翎3,吴大鹏1,王喜堂1,张建军2,樊东坡3(1.广州大学工程抗震研究中心,广东广州 510405;2.深圳建筑设计研究总院,广东深圳 518031;3.香港迈进建筑设计有限公司,香港 999077)摘 要:介绍了深圳中航广场公寓附楼—部分框支剪力墙结构模型模拟振动台试验研究。
其特点是:主体结构平面呈L 形,两肢比例接近1∶1,结构扭转效应明显。
试验选定3条地震波,对该模型进行了基于7度的小震、中震、大震共33种地震工况下的模拟地震振动台试验,对结构进行模态分析,并且测定了模型结构的加速度、位移反应,观察了裂缝出现和发展情况。
通过1/30模拟振动台试验研究表明结构整体性较差,两肢扭转不一致,导致两肢交接处拉压破坏比其他位置严重,形成该种平面形式的薄弱环节,需要对个别构件进行适当加强。
从宏观现象的观察和实测数据的分析表明,结构总体上满足抗震设防三水准、两阶段设计的要求,具有抵抗基于7度的罕遇地震作用的能力。
关键词:振动台;模拟试验;不规则平面;扭转中图分类号:T U352.1;T U973;O324 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2007)增刊-0045-04Sha k i n g table test of Shen zhen Ch i n es e A i r L i n e Squar eXU Zhonggen 1,L IU Chen 2,CHEN Xiaoling 3,WU Dapeng 1,WANG Xitang 1,Z HANG J ianjun 2,F AN Dongpo3(1.Earthquake Enginee ring Re s ea rch Te st Cente r of Guangzhou University,Guangzhou 510405,China;2.A rchitec t ure D esign and Re search Institut e of Shenzhen,Shenzhen 518031,China;3.A rchitec t ure D esign Company of Hongkong Ma ijing,Hongkong 999077,Chi na)Ab stra ct:A shaking tab l e te st of Shenzhen Chinese Air Line Squa re,a struc t ure of partial frame su pported s hear wall struc ture,is introduced in this paper .It has a L 2shape p lan with its t w o s ame lengt h of flange s .Three ty pes of ground moti ons a re used in t he te st with their s e is m ic i ntensity of 7degree and 33l oading conditi ons a re used .The mode l s ca l e is 1/30.Its mode s are mea sured and sotheir re s ponses of acce lera ti ons,displacements and stra i n s .T he test sho ws s o m e weakne sses of the structure and so me m e m be rs sh ould be strengthened .Genera lly,the structure ha s the ability of bearing seis m ic l oad of 7degree of seis m ic intensity .Key wor ds:shaking table;m i m ic t e st;irregular plan;t orsion1 工程概况深圳中航广场公寓(附楼)47层(屋面层以下),地面至屋面层高16516m ,地面至屋顶层高16611m 。
地震模拟振动台实验详解
1.稳态强迫振动位移(Displacement)：
通常情况下振动是由第一部分的自由振动和第二部分的伴生自由振动及第三部分 稳态强迫振动组成的，由于前两部分随着时间的增长而衰减，逐渐成为稳态强迫 振动。
A
F
F k
m ( p2 2 )2 (2n)2
m k
( p2 2 )2 (2n)2
F
k
(1 2 p2 )2 4( n p)2 ( p)2
p20 p2 n2
ln
xt xt jT0
ln
Aent sin( p0t Aen(t jT0 ) sin( p0
a) jp0T0
a)
h np
h h 1 h2 2 j
阻尼自由振动
Example
强迫振动（质－弹－阻模型）， 运动方程为：
..
.
m x c x kx F sint
x ent (A1 cos p0t A2 sin p0t) Asin(t )
周期 振动 分解
一个周期为 T 数展开为：
2
的周期振动x(t)，可以按傅里叶(Fourier)级
式中：
谐和分析
单自由度(Degree of Single Freedom) 系统的振动
无阻尼系统（质－弹模型）， 运动方程为：
..
m x kx 0
对于t.=0时，. 初始位移x(0)=x0，初始 速度x(0)= x0 ，则：
10
20
30
40
50
60
各谐波的幅值的平方之半在频率域上的分布情况，周期 振动的功率谱是一个离散谱
功率谱密度(Power spectrum density)
非周期振动： 可视为周期无限长的周期振动
地震震动模拟台精密测量方案
地震模拟台精密定位控制工法1、前言精密工程测量是工程测量的现代发展和延伸，它以绝对测量精度达到毫米量级，相对测量精度达到1×10-5，以先进的测量方法、仪器和设备，在特殊条件下进行的特殊测量工作。
精密工程测量准确求定控制点和工作点的坐标和高程以及进行精密定向、精密准直、精密垂准，为社会服务。
由我甘肃第七建设集团股份有限公司承建的兰州理工大学地震模拟振动台是从英国SERVOTEST公司引进的地震模拟振动台，可以模拟各种类型的地震，是研究水坝及房屋结构抗震性能的重要设备。
振动台的基础中有八个主要的预埋部件，其中1’～4’位于基础坑底，与垂直方向的加振器固连，控制上下振动，5‘～8‘位于基础坑内的侧面，与水平方向上的4个加振器固连，用来控制侧向振动。
这八个预埋部件要求很高的定位精度，精度要求0.4mm,英方提出预理部件面板中心在x，y，z,α,β,γ六轴方向上的误差要小于0.4mm。
如何控制六个方向的偏差是本工程成败的关键。
我司与兰州理工大学合作，运用此技术，并开发出专门计算程序软件，成功完成了该工程的定位测量工作，最终的误差在0.2mm范围以内，并总结出了本工法。
2、特点本工法结合大型地震模拟振动台预埋件精密定位的测量工作，针对预埋件所处的特定位置和混凝土的分期浇筑，提出并采用分期建立控制网、放样定位的方法，在数据处理上采用拟稳平差，从而保证了两期预埋件位置之间的最佳精度。
3、适用范围精密设备基础预埋件位置定位控制、安装过程定位测量。
4、工艺原理以精密工程测量控制网为基础，采用精确的方法将构件定位标志的设计位置与控制网相关联；安装定位工作直接利用控制网进行，运用Leica TC2003全站仪将构件安装在设计位置。
通过自主编制的计算程序，对测量误差进行分析。
5、工艺流程及操作要点5.1 工艺流程平面控制网布设→平面控制网精度分析→平面位置测设及安装测量→高程控制网测设→振动台支架及助动器基座安装→混凝土浇筑。