振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)例

一、振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方案試驗(yàn)方案工程概況4〔SRC〕外框架、31-21-3分別是B塔構(gòu)造體系構(gòu)成示意圖和建筑效果圖。特別指出的是本工程在1424樓層的聯(lián)系桁架的腹桿以及3248樓層的斜撐為防屈曲支撐〔UBB〕構(gòu)件。設(shè)計(jì)指標(biāo)為小震不屈服，大震屈服耗能。具體位置示意見圖1-4。本工程的自振周期約為6.44秒，超過了《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》652突變、構(gòu)件連續(xù)和承載力突變。2模擬方案1、模擬方案選擇構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方程為根底，選擇假設(shè)干主要掌握參數(shù)作為模擬掌握的對象，依據(jù)定理，經(jīng)無量綱分析導(dǎo)出掌握參數(shù)的無量綱積，據(jù)此確定各掌握參數(shù)的相像比率。構(gòu)造動(dòng)力試驗(yàn)的相像模型大致分為四種：彈塑性模型 理論上可以重現(xiàn)構(gòu)造反響的時(shí)間過程使模型和原型的應(yīng)力分布全都并可模擬構(gòu)造的破壞由于要嚴(yán)格考慮重力加速度對應(yīng)力反響的影響，必需滿足Sa=Sg=1〔Sa=模型加速度/原型加速度，Sg為重力加速度相像系數(shù)，各相像系數(shù)之間的關(guān)系見表1，即模型加速度反響與原型加速度反響全都這一要求大大限制模型材料的選擇。由于在縮尺模型中，幾何比〔Sl〕很小，在的條件下，要滿足Sa=SE/SlSρ=1，即Sl=SE/Sρ，必需使模型材料的彈模承受。用人工質(zhì)量模擬的彈塑性模型 使用原型材料或其他替代材料制作假設(shè)要滿足Sa=Sg=1的條件，材料密度需要加大，故承受人工質(zhì)量人工質(zhì)量可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)闹亓π?yīng)和慣性作用但不影響構(gòu)造工質(zhì)量模型在地震模擬試驗(yàn)中獲得廣泛應(yīng)用，但對于大型建筑物，模型幾何比很小，人工質(zhì)量將大大超過模型本身的質(zhì)量，而模型各層空間有限，國內(nèi)以改進(jìn)。無視重力效應(yīng)的彈性模型放棄Sa=Sg=1的條件，無視重力效應(yīng)，會(huì)下，無視重力效應(yīng)不會(huì)造成大的誤差。由于無視重力效應(yīng)的模型中相像比Sa>1，宜承受無視重力效應(yīng)的模型?；旌舷嘞衲Ｐ褪褂梦⒘；炷敛牧?，承受肯定的人工質(zhì)量盡量削減特性與原型材料相近。2、模擬方案確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)平衡方程式相像邊界條件相像和運(yùn)動(dòng)初始條件相像析法求得。對于構(gòu)造的地震反響問題，可表述為如下函數(shù)關(guān)系：＝f(l,E,,t,u,v,a,g,)式中：lE為構(gòu)件的質(zhì)量密度，t為時(shí)間，u為構(gòu)造反響變位，v為構(gòu)造反響速度，a為構(gòu)造反響加g為構(gòu)造自振圓頻率。取lEa三者為根本量，其余各量均可以此為根底依據(jù)量綱分析的原理表示為lEa的冪次單項(xiàng)式。定義A在原型構(gòu)造中的數(shù)值為A，在模型中的數(shù)值為yA A的相像比為Sm

A /Am

。假設(shè)使模型試驗(yàn)?zāi)苣M原1-1中的公式條件。能要求全部的物理量都嚴(yán)格相像。需依據(jù)模型材料試塊的測試結(jié)果加以調(diào)整。相像系數(shù)符號(hào)公式比值〔模型/原型〕尺寸l/相像系數(shù)符號(hào)公式比值〔模型/原型〕尺寸l/lE/E加速度SlSESaSm1/351/4.0Sa=SES2/Sml2.245質(zhì)量m/m1/11000時(shí)間StS=tsls0.1128a頻率位移應(yīng)變SfSvSuSSSkSf=1/St8.8641速度Sv=SSl a0.2533Su=SlSSES1S SS 1/35應(yīng)力1/4.01剛度0.0071k m a l阻尼阻尼ScSSS/Sa l0.00081cm模型設(shè)計(jì)及模型材料1/35，依據(jù)相像理論進(jìn)展模型設(shè)計(jì)。在模型設(shè)計(jì)、制作過程3～4模型混凝土模型用微?；炷林谱?，材料為水泥沙漿。水泥為425R號(hào)硅酸鹽水泥，骨料為粗砂和細(xì)砂。選用不同協(xié)作比使微粒混凝土到達(dá)不同的強(qiáng)度等級(jí)和彈性模C30～C60混凝土。在模型制作過程中同時(shí)澆注規(guī)定數(shù)量的砂漿立方體試塊和棱柱體試塊以測〔教育部、科技部共建重點(diǎn)試驗(yàn)室〕進(jìn)展。彈性模量的測定是將棱柱體試塊〔尺寸70.7mm×70.7mm×240mm〕置于10t標(biāo)準(zhǔn)壓力試驗(yàn)機(jī)〔GB5015-92〕的要求進(jìn)展。模型鋼筋模型鋼筋承受回火鍍鋅鐵絲。依據(jù)剛度條件選用直徑為22＃－8＃等多種規(guī)格要求。模型型鋼〕用不同厚度的薄鋼板〔或紫銅〕焊接而成，模擬實(shí)際工程中不同截面的型鋼。模型鋼構(gòu)造鋼構(gòu)造構(gòu)件〔或紫銅構(gòu)件〕加工成形。模型鋼管混凝土〔或紫銅管〔或紫銅管〕〔或紫銅管〕與混凝土之間離析。依據(jù)鋼管〔或紫銅管〕混凝土構(gòu)件整體剛度相像原則，盡量兼顧模型〕和不同協(xié)作比的微?；炷?。在模型制作前，先進(jìn)展小比例的構(gòu)件試驗(yàn)，確定材料的剛度和強(qiáng)度。防屈曲支撐模擬UBB，按阻尼相像模擬。具體模擬方案還要與設(shè)計(jì)方及制作方溝通協(xié)商確認(rèn)。測點(diǎn)布置測點(diǎn)的布置主要考慮測試模型的動(dòng)力特性、構(gòu)造的地震反響以及關(guān)鍵部位的感器及應(yīng)變片。測點(diǎn)布置原則模型動(dòng)力特性的測試向主振型的測試，外圍點(diǎn)〔F點(diǎn)〕主要用于空間扭轉(zhuǎn)振型的測試。模型構(gòu)造地震反響的測試A點(diǎn)布置加速度傳感器及位移傳感器。同F(xiàn)點(diǎn)布置位移傳感器。模型的整體狀況為原則。應(yīng)變測點(diǎn)的布置應(yīng)變測點(diǎn)布置在重點(diǎn)觀測的柱、梁的桿件上，具體布置依據(jù)計(jì)算結(jié)果，并與設(shè)計(jì)方商討確定，監(jiān)測重點(diǎn)部位的受力狀況和彈塑性變樣子況。測點(diǎn)布置方案1-6、1-7。模態(tài)測試及地震反響測試用加1-274個(gè)通道。構(gòu)件等處。具體布置方案將依據(jù)計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)方商討后確定。試驗(yàn)工況及挨次在進(jìn)展構(gòu)造地震反響試驗(yàn)之前，先進(jìn)展構(gòu)造的模態(tài)測試，分別在X、Y、Z0.05g1-3。1-3模態(tài)測定試驗(yàn)工況試驗(yàn)序號(hào)輸入地震波輸入方向輸入加速度峰值(g)1白噪聲〔0.1~40Hz〕X0.052白噪聲〔0.1~40Hz〕Y0.053白噪聲〔0.1~40Hz〕Z0.05狀況。在多遇地震作用下，分別按甲方供給的人工波1、自然波1、自然波2三個(gè)彈性計(jì)算的結(jié)果進(jìn)展比較和驗(yàn)證。然后再進(jìn)展最危急方向 74度方向輸入和三向輸入。模型試驗(yàn)工況及挨次見表1-4。在設(shè)防烈度地震作用下，分別進(jìn)展X向和Y向單向輸入，以便與構(gòu)造動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析結(jié)果進(jìn)展比較。然后進(jìn)展X+Y+Z三向輸入。模型試驗(yàn)工況及挨次1-5。在罕遇地震作用下，X向和。模型試驗(yàn)工況及挨次見表。試驗(yàn)序號(hào)輸入地震波輸入方向輸入加速度峰值〔g試驗(yàn)序號(hào)輸入地震波輸入方向輸入加速度峰值〔g〕41X0.0651X0.0662X0.0671Y0.0681Y0.0692Y0.06101Z0.06111Z0.06122Z0.0613白噪聲〔0.1~40Hz〕X+Y+Z0.0514174度方向0.06+0.85×0.0615174度方向0.06+0.85×0.0616274度方向0.06+0.85×0.0617白噪聲