高聳塔臺結(jié)構(gòu)振動臺試驗研究和理論分析.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞是一個十分復(fù)雜的過程,一般認(rèn)為這是由于水平、豎向及扭轉(zhuǎn)地震共同作用的結(jié)果.近些年來,鋼筋混凝土煙囪、機(jī)場控制塔臺、超高層建筑大量興建,這些高聳結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)規(guī)律還未完全認(rèn)識清楚,對許多震害現(xiàn)象還無法給出合理的解釋,而豎向地震對高聳塔臺結(jié)構(gòu)的作用更是存在許多爭議,因此進(jìn)行高聳塔臺結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的研究是非常必要的.該文從振動臺試驗和有限元計算等方面對高聳結(jié)構(gòu)的地震響規(guī)律應(yīng)做了較全面的研究.該文總結(jié)了中國自20世界以來

2、發(fā)生的破壞性地震及其造成的經(jīng)濟(jì)損失,對高聳結(jié)構(gòu)的水平和豎向地震作用計算方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評述.以北京機(jī)場新塔臺為原形進(jìn)行了1/30的振動臺試驗,實測了塔臺結(jié)構(gòu)的自振周期、振型形狀以及各個振型的阻尼比等各項動力特性;實測了塔臺結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng).采用有限元計算程序?qū)υ囼災(zāi)Ｐ瓦M(jìn)行時程反應(yīng)分析,并將計算結(jié)果與振動臺試驗結(jié)果進(jìn)行對比,檢驗有限元計算軟件的可靠性和精確性,為高聳結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的進(jìn)一步理論分析提供可靠的計算工具.根據(jù)國內(nèi)外的強(qiáng)震記

3、錄對豎向地震波的幅值和頻譜特性進(jìn)行了探討,列出了大量認(rèn)為與豎向地震有關(guān)的震害實例.利用大型商業(yè)有限元軟件SAP2000,取典型高聳結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算,對影響結(jié)構(gòu)豎向動力特性的主要參數(shù)進(jìn)行了分析,認(rèn)為一般高聳結(jié)構(gòu)的豎向動力特性主要與結(jié)構(gòu)的高度和水平構(gòu)件質(zhì)量所占整個結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比較有關(guān),而與結(jié)構(gòu)類型、豎向構(gòu)件橫截面積大小無關(guān).該文根據(jù)大量有限元的計算結(jié)果提出了高聳結(jié)構(gòu)豎向第一階自振周期的估算公式.按照規(guī)范給出的簡化反應(yīng)譜法和時程分析法對高聳結(jié)構(gòu)豎向

4、地震響應(yīng)進(jìn)行了對比計算,對豎向地震的響應(yīng)規(guī)律做了分析,得出高聳結(jié)構(gòu)的豎向頂點(diǎn)位移也主要與結(jié)構(gòu)的高度和水平構(gòu)件質(zhì)量所占整個結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比例有關(guān),并根據(jù)大量有限元的計算結(jié)果提出了高聳結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)豎向位移的估算公式以及高聳結(jié)構(gòu)豎向地震作用的簡化計算方法.采用有限元程序計算了豎向地震作用、水平地震作用以及豎向地震和水平地震共同作用下高聳塔臺結(jié)構(gòu)的非線性地震響應(yīng),分析了高聳塔臺鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下的非線性性能,研究了高聳塔臺結(jié)構(gòu)在水平地震和豎向地