传统风格建筑钢—混凝土框架地震模拟振动台试验研究

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传统风格建筑作为一种近代以来兴起的建筑类型,近年来随着社会建设的发展,越来越受到文化产业的青睐,众多以古代文化为主题的传统风格建筑在国内拔地而起。传统风格建筑在建筑形式上仿照古代木作建筑,与现代建筑有相当大的差异,建筑形式上的差异导致了传统风格建筑在质量分布,梁柱刚度等方面也同一般的现代建筑存在差异。但传统风格建筑的设计没有一个成熟的设计规范,只能依靠已有的现代建筑规范进行结构设计,因此有必要对传统风格建筑进行抗震性能方面的研究。本文制作了缩尺比为1:4的歇山顶造型的传统风格建筑钢-混凝土框架结构模型,并对该模型进行了地震模拟振动台试验,记录了模型结构在加载过程中的破坏过程和破坏形态,通过加载过程中加速度传感器,位移传感器,应变传感器,得到了模型结构在不同水准的汶川地震波,兰州地震波,EL Centro地震波,Taft地震波作用下的加速度时程数据,位移时程数据以及应变时程数据,并对所得数据进行处理,得到结构在试验过程中的动力特性,滞回曲线,动力抗侧刚度,层间剪力等数据。结果表明:随着加载地震波的强度不断增大,模型结构的自振频率不断下降,阻尼比不断增加,刚度不断减小,耗能逐渐增大。模型结构的加速度反应和位移反应都随着加载进行不断增大,其中模型的加速度放大系数随着加载进行不断减小,地震的频谱特性对结构的加速度反应影响巨大。通过试验现象和应变数据可知,穿插枋和阑额首先在枋端和梁端发生破坏,随后混凝土柱底纵筋和角柱方钢管相继屈服,其余部位在加载过程中未发生明显破坏。峰值加速度0.07g对应强度的地震波作用下,模型结构处于弹性阶段,峰值加速度0.44g地震波作用下,模型结构不存在倒塌的迹象,满足“小震不坏”和“大震不倒”的要求,但在弹性阶段和弹塑性阶段,模型的最大位移角均超过规范的限值,说明结构抗侧刚度较弱。在试验的基础上,利用SAP2000对模型进行弹塑性时程分析,得到了模型结构在不同强度不同种类地震波作用下的加速度时程曲线和位移时程曲线,经过对比发可知与试验数据较为吻合,验证的建模的合理性。在此基础上,分析了模型结构在地震作用下的塑性铰的分布和出现顺序,进一步了解该种结构在地震作用下的抗震性能。
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