钢筋混凝土结构分阶段相似模型振动台试验研究

钢筋混凝土结构分阶段相似模型振动台试验研究

论文摘要

振动台模型试验是研究建筑整体结构和构件在地震作用下的动力特性和抗力的重要手段。但是由于振动台本身承载能力、试验时间和经费等的限制,目前在进行振动台模型试验时大多采用缩尺模型进行试验。不过,对于用缩尺模型来反推原型结构的相似准则还没有足够的研究,而基于弹性模量相似比为常数的线弹性材料特性确定的相似准则在地震响应的弹塑性阶段不能很好的模拟原型结构。本文首先对微粒混凝土进行力学性能的试验研究。试验表明,虽然微粒混凝土和原型混凝土的轴心受压变形曲线是大体“相似”,但两者的弹模和强度存在差异。详细的比较表明,在不同的变形阶段,两者割线模量之比并非常数,即使是在准弹性变形阶段,也存在这一现象。本文在传统的线弹性相似理论的基础上,对振动台模型试验相似理论进行了分阶段相似理论研究。由于割线模量是表征材料力学性能的重要参数,割线模量比的变化,必然导致各物理量相似比的变化。根据结构不同的损伤水准采用不同的相似关系。本文根据多自由度体系等效成单自由度体系的方法研究了如何由振动台试验结果中模型结构的自振频率变化情况来定量确定割线模量比的变化,并由此确定不同的相似关系。本文最后以分阶段相似理论为基础,进行了高层住宅短肢剪力墙分阶段相似模型振动台试验研究。对试验结果与有限元分析进行对比研究,验证了分阶段相似理论的可行性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 振动台模型试验概述
  • 1.3 模型试验相似问题概述
  • 1.4 振动台模型试验存在的问题与进展情况
  • 1.4.1 非线性阶段的相似关系问题
  • 1.4.2 模型材料问题
  • 1.4.3 重力失真问题
  • 1.4.4 尺寸效应问题
  • 1.4.5 加载速率问题
  • 1.5 本文的主要工作
  • 第2章 微粒混凝土材料试验性能研究
  • 2.1 问题的提出
  • 2.2 研究现状
  • 2.3 模型材料的选择原则
  • 2.4 模型材料的相似特性要求
  • 2.5 微粒混凝土配合比
  • 2.5.1 理论配合比的设计与计算
  • 2.5.2 试配,提出基准配合比
  • 2.5.3 检验强度,确定试验室配合比
  • 2.5.4 施工配合比的换算
  • 2.5.5 国内外研究经验确定配合比
  • 2.6 微粒混凝土材料试验
  • 2.6.1 试验目的
  • 2.6.2 试验主要仪器设备
  • 2.6.3 试验步骤
  • 2.6.4 试验结果计算分析
  • 2.7 小结
  • 第3章 模型试验分阶段相似理论研究
  • 3.1 模型试验及相似原理概述
  • 3.1.1 概述
  • 3.1.2 相似原理与量纲分析
  • 3.1.3 物理参数的选择
  • 3.2 线弹性相似理论推导
  • 3.2.1 完全相似模型
  • 3.2.2 欠质量人工质量相似模型
  • 3.2.3 忽略重力相似模型
  • 3.3 分阶段相似理论推导
  • 3.4 振动台模型试验中不同阶段相似关系的确定
  • 3.4.1 多自由度体系等效成单自由度体系[42]
  • 3.4.2 确定各阶段相似关系及试验过程
  • 3.5 小结
  • 第4章 短肢剪力墙分阶段相似模型振动台试验研究
  • 4.1 研究背景及现状
  • 4.2 模型设计与制作
  • 4.2.1 原型结构概况
  • 4.2.2 模型设计的程序与原则
  • 4.2.2.1 模型类型与主要材料性能参数
  • 4.2.2.2 用量纲分析法求相似准则
  • 4.2.2.3 模型相似常数的确定
  • 4.2.2.4 模型制作
  • 4.3 短肢剪力墙振动台模型试验
  • 4.3.1 试验工况及地震波选择
  • 4.3.1.1 地震波的选择
  • 4.3.1.2 试验工况
  • 4.3.2 模型结构试验现象
  • 4.3.3 试验结果与数据分析
  • 4.3.3.1 模型结构动力特性
  • 4.3.3.2 模型结构加速度反应
  • 4.3.3.3 模型结构位移反应
  • 4.3.3.4 根据分阶段相似理论反推原型结构的地震响应
  • 4.4 小结
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
  • 相关论文文献

    • [1].西安地裂缝振动台模型试验方案设计[J]. 四川建筑科学研究 2017(04)
    • [2].桥梁桩墩结构振动台模型试验研究及其进展[J]. 中外公路 2012(01)
    • [3].隧道振动台模型试验相似材料研究[J]. 中外公路 2012(05)
    • [4].基于尺寸效应振动台模型试验创新设计[J]. 山西建筑 2014(14)
    • [5].山岭偏压隧道洞口段大型振动台模型试验方案设计[J]. 铁道建筑 2009(08)
    • [6].穿越断层破碎带隧道设置减震层的振动台模型试验[J]. 中南大学学报(自然科学版) 2013(06)
    • [7].加筋土石坝小型振动台模型试验分析[J]. 防灾减灾工程学报 2014(01)
    • [8].穿越断层隧道振动台模型试验研究[J]. 岩土力学 2011(09)
    • [9].强震区隧道洞口段减震的振动台模型试验[J]. 公路 2008(06)
    • [10].高层建筑结构振动台模型试验与原型对比的研究[J]. 振动工程学报 2013(03)
    • [11].核电厂泵房直立墙振动台模型试验研究[J]. 大连理工大学学报 2014(01)
    • [12].单级悬臂式挡墙振动台模型试验与动力分析[J]. 江西科技学院学报 2015(03)
    • [13].可液化场地高桩桥梁振动台模型试验研究[J]. 工程力学 2020(S1)
    • [14].高烈度地震区公路隧道洞口段大型振动台模型试验方案设计[J]. 公路 2009(10)
    • [15].PIV技术在大型振动台模型试验中的应用[J]. 岩土工程学报 2010(03)
    • [16].黄草坪2~#隧道洞口段减震措施的大型振动台模型试验研究[J]. 岩石力学与工程学报 2009(06)
    • [17].自复位高墩振动台模型试验[J]. 世界地震工程 2020(01)
    • [18].土-桩-结构振动台模型试验相似理论及其实施[J]. 振动工程学报 2010(02)
    • [19].强震区隧道洞口段振动台模型试验研究[J]. 现代隧道技术 2008(01)
    • [20].基于振动台模型试验探讨HVSR方法对黄土场地效应适用性的研究进展[J]. 世界地震工程 2018(01)
    • [21].混凝土重力坝抗震配筋的振动台模型试验[J]. 振动.测试与诊断 2019(02)
    • [22].大型土-桩-复杂结构振动台模型试验研究[J]. 土木工程学报 2010(10)
    • [23].广州西塔工程两个模拟地震振动台模型试验[J]. 广东土木与建筑 2009(12)
    • [24].微倾斜场地中地铁地下结构周围地基液化与变形特性振动台模型试验研究[J]. 岩土力学 2019(04)
    • [25].黄土隧道边仰坡动力响应的大型振动台模型试验研究[J]. 地震工程与工程振动 2019(02)
    • [26].强震作用下地裂缝力学响应的振动台模型试验研究[J]. 四川水泥 2015(08)
    • [27].桩板墙地震动力特性的大型振动台模型试验研究[J]. 岩石力学与工程学报 2013(05)
    • [28].隧道振动台模型试验的相似关系[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版) 2010(06)
    • [29].土-隧道结构动力相互作用振动台模型试验中传感器位置的优选[J]. 长江科学院院报 2019(02)
    • [30].微倾斜可液化场地中地铁地下结构地震反应的振动台模型试验研究[J]. 地震工程与工程振动 2019(02)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

    钢筋混凝土结构分阶段相似模型振动台试验研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢