高聳塔臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)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(gè)十分復(fù)雜的過(guò)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(lái),鋼筋混凝土煙囪、機(jī)場(chǎng)控制塔臺(tái)、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(shí)清楚,對(duì)許多震害現(xiàn)象還無(wú)法給出合理的解釋,而豎向地震對(duì)高聳塔臺(tái)結(jié)構(gòu)的作用更是存在許多爭(zhēng)議,因此進(jìn)行高聳塔臺(tái)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的研究是非常必要的.該文從振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和有限元計(jì)算等方面對(duì)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(guó)自20世界以來(lái)

2、發(fā)生的破壞性地震及其造成的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)高聳結(jié)構(gòu)的水平和豎向地震作用計(jì)算方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評(píng)述.以北京機(jī)場(chǎng)新塔臺(tái)為原形進(jìn)行了1/30的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),實(shí)測(cè)了塔臺(tái)結(jié)構(gòu)的自振周期、振型形狀以及各個(gè)振型的阻尼比等各項(xiàng)動(dòng)力特性;實(shí)測(cè)了塔臺(tái)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng).采用有限元計(jì)算程序?qū)υ囼?yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行時(shí)程反應(yīng)分析,并將計(jì)算結(jié)果與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,檢驗(yàn)有限元計(jì)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(jì)算工具.根據(jù)國(guó)內(nèi)外的強(qiáng)震記

3、錄對(duì)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(shí)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(jì)算,對(duì)影響結(jié)構(gòu)豎向動(dòng)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(dòng)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(gè)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比較有關(guān),而與結(jié)構(gòu)類(lèi)型、豎向構(gòu)件橫截面積大小無(wú)關(guān).該文根據(jù)大量有限元的計(jì)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(jiǎn)化反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法對(duì)高聳結(jié)構(gòu)豎向

4、地震響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算,對(duì)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(gè)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比例有關(guān),并根據(jù)大量有限元的計(jì)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(jiǎn)化計(jì)算方法.采用有限元程序計(jì)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(tái)結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性地震響應(yīng),分析了高聳塔臺(tái)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下的非線(xiàn)性性能,研究了高聳塔臺(tái)結(jié)構(gòu)在水平地震和豎向地