基于实测的钢筋混凝土剪力墙结构自振周期与结构尺寸关系研究.pdf
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1、书书书第 卷第 期 年 月防灾科技学院学报 ,基于实测的钢筋混凝土剪力墙结构自振周期与结构尺寸关系研究孟健,周洋,林悦辉,齐正欣,何福,(防灾科技学院,河北 三河 ;中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室,河北 三河 ;河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室,河北 三河 )摘要:在现有钢筋混凝土剪力墙结构自振周期研究成果基础上,开展基于实测结果的自振周期与结构尺寸关系研究。基于脉动法对我国华北、东北地震高风险区结构高度在 的 栋高层剪力墙结构建筑进行了动力特性测试,对测试结果与规范计算公式进行了对比分析,给出了基于实测结果的钢筋混凝土剪力墙结构长短轴向基本自振周期估算公式。结果表明在 建筑总
2、高度对结构基本自振周期的影响最显著,在 结构水平纵横向尺寸对结构的基本自振周期影响明显增加。关键词:高层建筑;剪力墙结构;自振周期;结构尺寸;拟合公式中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 研 究 生 科 技 创 新 基 金 资 助();地 震 科 技 星 火 计 划 攻 关 项 目();中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室开放基金();中央高校基本科研业务费专项()作者简介:孟健(),男,硕士研究生,主要从事结构抗震方面的研究通讯作者:周洋(),男,博士,副教授,主要从事结构抗震、减震等方向研究 引言 依 据 第 五 代 中
3、国 地 震 动 参 数 区 划 图(),抗震设防烈度为 度及其以上的地区面积从 增加到 ,我国 以上的城市面临着严重的潜在地震灾害威胁 。历史资料统计表明,我国现有的百万以上人口的城市中,有 以上位于地震活动区;我国 个行政区的省会或首府城市中,至少有 个城市存在发震活断层和具有发生近场强地震的潜在危险 ;改革开放 多年以来,我国的城镇化进程明显加快,高层建筑如雨后春笋般在我国大中城市拔地而起,随着经济结构的调整,县级城市也逐渐进入高层建筑时代 。钢筋混凝土剪力墙结构因其具有墙体设置灵活、抗侧刚度大、承载力高等优点 ,在高层民用住宅楼等建筑中应用十分广泛,已成为我国主要建筑结构形式之一。剪力墙
4、结构因其承重构件大量采用钢筋混凝土建造,普遍认为其具有较好的承载力和整体性,同时具有较理想的抗震性能。然而,年墨西哥 级地震中墨西哥城内 层的中高层建筑出现不同于以往地震中抗震表现的严重震害,建筑体型与其抗震性能之间的关系引起研究人员的关注 ;年智利 级地震中高层建筑抗震表现再次给予我们警示,高层建筑的抗震性能值得进一步深入研究 。年中国台湾高雄地震中维冠大楼等高层建筑的倒塌进一步表明填充墙对高层结构抗震性能的影响不可忽略 。为进一步揭示填充墙等非结构构件对结构抗震性能的影响,本文对 栋既有钢筋混凝土剪力墙结构进行了结构动力特性测试分析,开展了结构体型与基本自振周期内在关系研究,在统计分析基础
5、上,给出了考虑填充墙等非结构构件影响的钢筋混凝土剪力墙结构基本自振周期计算公式,供研究人员与设计人员使用。高层剪力墙结构自振周期测试 测试结构的基本情况本文基于脉动法,对我国华北、东北等地震高风险地区的 栋建筑结构进行了结构动力特性测试,测试建筑以高层住宅为主,即结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构,少量测试对象为底商住宅楼,即结构形式为框架 剪力墙结构,测试区场地的反应谱卓越周期均介于 ,测试建筑物地震设防烈度均为 度,场地类别均为类。全部测试对象平面布置基本规则、对称且多为矩形,竖向刚度基本均匀,被测建筑的结构总高度分布见表 。表 不同高度范围内测试样本数 结构总高度范围 测试样本数 栋 脉动测
6、试方案本次测试采用的主要仪器有 型超低频伺服式传感器、型六线放大器、型多通道数据采集器及东方振动测试技术所 通道数据采集仪。测试建筑时,将测点布置在建筑的顶层走廊,使用两个传感器分别沿建筑的纵向和横向安装,垂直布置于走廊的中间位置。在走廊两边各布置一个测点,测点布置示意图如图 所示。数据处理与结果本文以黑龙江省大庆市龙凤区翰城星苑 号楼为例,放大器将传感器获得的建筑脉动信号图 测点布置示意图 放大,并送入数据采集仪。数据采集仪将信号数字化,并存储在电脑中,一般采集等长的十段信号进行平均。利用专门的数据分析软件得到平均信号的时域和频域结果,在频域结果上读取建筑的固有频率。固有频率可以和抗震设计规
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