钢混组合结构抗震性能试验.pptx

钢混组合结构抗震性能试验钢混组合结构抗震性能试验 “规程”第11.1.5条规定，钢框架-混凝土筒体结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小者。问题：问题：（1）能否“大震不倒”，第二道防线是否有效？（2）地震剪力在“钢混”之间的分配比例关系如何？第11.1.5条的规定是否合理。国内外研究现状国外研究现状国外研究现状国外研究现状国外研究现状偏重于构件和节点研究，整体模型试验少美日合作研究项目第五阶段：1/10拟动力试验（12层，1994）hybrid wall system查新（中国科技信息研究所）：混合结构整体模型振动台试验没有相关文献报道国外在地震区很少用美国：非地震区日本1992年建两栋：78m,107m国内研究现状国内研究现状国内研究现状国内研究现状建研院结构所：1/20拟动力试验（23层，1992年），8度同济大学：1/20振动台试验（25层，2000年），7度国内在地震区大量应用，主要是较经济。但钢框架-混凝土筒体结构的抗震性能缺乏系统深入的研究。钢混组合结构模型振动台试验比较内容比较内容本次本次同济同济相似比相似比 几何SL1/101/25 弹模SE10.64 配重(SA)较足(1.5)不足(3.2)构造：筒内钢柱构造：筒内钢柱有无测量：柱端剪力测量：柱端剪力测无设防烈度设防烈度 8 7几个基本概念1、地震力-惯性力：F=ma (牛二）；（试验模型中要加铁块配种，以达到一定重量相似比。）2、振动台试验所加的是加速度，但这个加速度不等于地震加速度；（模型中的惯性力：f=ma）3、震级和烈度的关系：M=0.58L+1.5每次地震的震级只有一个（M=logA)，但烈度（破坏的程度）据各地评估而定。其中A为距震中100公里处的振幅，um。震级M23456789烈度L1-234-56-77-89-101112房屋损坏程度轻、中严、大部分倒塌毁灭上河改变振动台试验结果是什么1、试验不出“能抗几级地震”。（说“能抗多少级地震”，是不对的）2、唯一可参考的是“位移”。试验目的：在各级地震加速度作用下，检验模型整体和连接节点抵抗振动变形的能力，观察节点在侧向变形时的破坏情况，为工程抗震设计应用提供参考依据。（只能定性，不能定量）振动台试验原理台面尺寸66 m最大载重量60 t (600kN)最大位移 150 mm（横向），250 mm（纵向），100 mm（竖向）最大速度1000mm/s（横向），1250mm/s（纵向），800mm/s（竖向）最大满载加速度1.5 g（横向），1.0 g（纵向），0.8 g（竖向）最大倾覆力矩180 tm (1800kNm)最大偏心1000mm最大偏心力矩600kNm最大扭转角三向均为3度工作频段0.150Hz控制模式及数据获取数字控制振动方向空间六自由度振动波形地震波、随机波、简谐波等中国建筑科学研究院振动台参数人工 波El-centro 波试验工况（1）沿X、Y水平两个方向分别输入峰值加速度为50gal的白噪声。为得到较高精度的测量值，振动持续时间为180秒，测试模型的动力特性（自振频率、振型和阻尼比）。（2）沿X、Y两个水平方向分别输入峰值加速度为70 gal、100gal、200gal、400gal的人工波（类场地土）和El-Centro 波，试验模型发生侧向振动变形，测试模型整体抗震性能、墙体抗裂性能、连接件的抗震性能。（3）沿X、Y两个水平方向分别输入峰值加速度为500gal、600gal、800gal、900gal的人工波和El-Centro 波，试验模型发生更剧烈的侧向振动变形，测试模型各部位可能的破坏情况。1、目的：试验模型在振动台上通过输入地震波模拟地震作用，模型不仅受到动荷载振动作用，而且受到试验主体结构（钢框架）侧向变形的影响，其中当模型侧向变形达到或超过规范规定的大震下的层间位移时，由此检验模型和连接的抗震性能。2、原理：从试件上各测点所测到的加速度响应时程信号经积分变换获得相对振动台台面运动的位移响应时程和相对下层测点的层间位移响应时程。由振动台台面的加速度测点，所获得位移时程为振动台台面的绝对位移，其它位移均为层间相对位移 震级X向Y向小震701/3021/376中震2001/1421/142大震4001/691/91大震强1/561/61方向阶数实测周期（s）计算周期（s）SATWEETABSX一阶0.93740.96620.9259二阶0.19260.18850.1824Y一阶0.99360.92840.8706二阶0.18850.17530.1686 动力特性 层位移加速度模型的应变（1）混凝土筒体：在小震作用下，最大拉应变为357.3，而混凝土极限拉应变一般小于300，表明混凝土筒体已有微小裂缝出现，进入弹塑性阶段。（2）钢框架：在小震、中震、中震强、大震阶段，钢框架最大拉应变为996.1，最大压应变为1021.1，模型钢材的最大弹性应变限值为1111，表明钢框架在这些试验阶段处于弹性阶段。但是，在大震强阶段,钢框架最大拉应变为1655.4，最大压应变为1145.9，进入弹塑性阶段。模型的裂缝及破坏情况（1）小震情况下，混凝土筒体没有观察到裂缝；（2）中震时结构开始出现破坏，先是混凝土筒体的连梁出现了斜裂缝，随着地震震级的加大，墙体出现水平裂缝和斜裂缝，连梁和墙体破坏比较严重；墙体暗柱、钢框架与混凝土筒体连接节点裂缝较少，破坏轻；（3）钢框架基本上处于弹性阶段，没有发现明显的屈服或破坏现象（应变表明大震强阶段钢框架开始屈服）。（4）整个结构表现出较好的弹性和延性。剪力分配比例（1）在地震作用各阶段，混凝土筒体承担绝大部分地震剪力，起主要的抗侧力作用（2）楼层剪力比）楼层剪力比Vfi楼层框架剪力；Vi楼层剪力Vfmax最大的楼层框架剪力；Vo地层总剪力方向地震波Vfi/ViVfmax/V0小震中震大震小震中震大震X向TAFT0.38250.31120.37920.09380.07740.1126人工波0.41650.42390.5520.09390.08920.1398El Cenro0.3590.46390.38850.08660.10460.1256Y向TAFT0.389_0.48050.1275_0.1202人工波0.45770.5520.56010.13710.11840.138El Cenro0.35840.4770.49770.13410.15620.1793平均值0.39390.37130.47630.11220.0910.136最大值0.45770.5520.56010.13710.15620.1793但底层Vf1/Vo=11.52.0%(小中大震）试验结论1）钢框架的地震剪力很低，达不到设计要求。2）限制筒体的高宽比较合理。