模块式金属隔震支座设计方法与试验研究——以电流互感器为例

提出了模块式金属隔震支座的构造与解耦设计方法,通过电流互感器振动台试验验证了隔震装置和设计方法的可行性。研究结果表明:隔震支座具有良好的隔震效果,隔震设备顶部加速度响应为非隔震设备的7.32%~32.57%;隔震支座具有良好的自复位能力,实际残余位移在不同地震动类型、地震动强度下均小于设计值。隔震支座具有较强的抗倾覆能力,可满足支柱类电气设备层间隔震需求,竖向地震输入影响时隔震支座的性能有所削弱,变形增大。电气设备的隔震设计应充分考虑设备本体的抗震性能与支架的动力放大作用,慎重选择隔震设计目标,避免支座达到极限位移。

1000MW级小倾角新型间冷塔振动台试验研究

在对1000 MW级小倾角新型双曲线混凝土冷却塔进行振动台试验中,主要通过1∶25的缩尺模型进行三向地震作用下的动力试验,测定模型结构的动力特性及其不同阶段的变化,实测分别经受多遇、设防、罕遇等不同水准地震作用时模型的动力响应,包括结构在弹性和弹塑性阶段的位移、加速度及主要构件应变反应,观察、分析结构抗侧力体系在地震作用下的受力特点和破坏形态及过程,掌握超大型小倾角冷却塔的结构动力响应特性,并结合动力分析的结果,评价结构的可靠性,提出合理的抗震措施和结构建议。

Dynamic response of a slope reinforced by double-row antisliding piles and pre-stressed anchor cables

Large-scale shaking table tests were conducted to study the dynamic response of a slope reinforced by double-row anti-sliding piles and prestressed anchor cables. The test results show that the reinforcement suppressed the acceleration amplification effectively. The axial force time histories are decomposed into a baseline part and a vibration part in this study. The baseline part of axial force well revealed the seismic slope stability, the peak vibration values of axial force of the anchor cables changed significantly in different area of the slope under seismic excitations. The peak lateral earth pressure acting on the back of the anti-sliding pile located at the slope toe was much larger than that acting on the back of the anti-sliding pile located at the slope waist. The test results indicate an obvious load sharing ratio difference between these two anti-slide piles, the load sharing ratio between the two anti-sliding piles located at the slope toe and the slope waist varied mainly in a range of 2-5. The anti-slide pile at the slope waist suppressed the horizontal displacement of the slope surface.

新型柔性连接开洞填充墙RC框架结构平面外抗震性能

砌体填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构在强地震作用下容易损伤破坏,我国规范建议填充墙与框架之间采用彼此脱开或柔性连接做法,但这也增加了填充墙平面外倒塌的风险。基于此对一种新型柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构进行了平面外的拟静力试验研究,分析了其失效过程、受力特征和破坏模式。结果表明:砌体填充墙RC框架结构平面外承载能力主要依靠于拱承载机制,槽钢轨道可以有效提高框架对填充墙两侧的约束作用,防止填充墙与框架之间的相对滑动,有利于水平拱承载机制的形成。对比普通柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构,采用新型柔性连接的开洞砌体填充墙RC框架结构,平面外的峰值承载力和峰值承载力处割线刚度分别提高了44.14%和9.70%;新型柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构在峰值承载力状态下和极限承载力状态下,其罕遇地震作用加速度相比于普通柔性连接开洞砌体填充墙RC框架结构分别提高了81.03%和77.36%。因此,采用新型柔性连接构造可有效提高开洞砌体填充墙RC框架结构的承载能力,改善开洞砌体填充墙RC框架结构平面外的稳定性,从而提高开洞砌体填充墙RC框架结构平面外的抗震性能。

异形柱框架节点加强的桁架式型钢钢骨措施研究

高烈度区异形柱框架节点核心区抗剪不足,节点区增配桁架式型钢钢骨能较好解决异形柱节点核心区薄弱问题。为充分发挥型钢钢骨作用,并促进其推广应用,应优化型钢钢骨构造。首先开展十字形截面异形柱节点拟静力试验,对比分析节点区增配桁架式型钢钢骨对抗震性能的影响,然后利用有限元软件ABAQUS建立9个十字形异形柱节点分析模型,优化分析型钢钢骨的肢板长度、厚度,获得节点破坏形式、骨架曲线、承载力、延性、刚度、耗能能力等性能指标。结果表明,节点区增配桁架式型钢钢骨的异形柱框架节点承载力与钢骨肢板伸入梁内长度成正比,但肢板伸入梁内超1倍梁高时,钢骨对节点承载力的提升作用开始减弱,控制肢板厚度≥5mm基本可实现外移梁端塑性铰,而15mm厚度的肢板会导致节点延性过低。综上,节点区增配桁架式型钢钢骨建议肢板厚度为10mm,肢板伸入梁内1倍梁高。

标准贯入试验在判别砂土液化中的应用

以山东龙口某地基处理项目为研究背景,对标准贯入试验中贯入击数、液化指数等相关参数进行分析,综合判定地基土是否存在砂土液化现象。研究结果表明,通过对现场地基处理场地进行标贯试验,各试验点均无砂土液化现象;标准贯入试验作为传统且成熟的原位测试技术,避免了室内试验中土壤扰动情况的发生,在判定砂土液化方面具有较大优势。

玄武岩纤维加筋尾砂抗震液化试验研究

基于地震荷载作用下尾砂发生液化现象,本文提出一种增强尾砂抗震液化特性的方法,即玄武岩纤维加筋尾砂。为验证纤维加筋尾砂的抗液化特性效果及其机理,运用动三轴仪对纤维加筋尾粉砂展开一系列动力试验,研究了同质量分数(0.3%)下不同长度(3、6、9、12、15、18 mm)以及相同长度(9 mm)下不同质量分数(0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%)的纤维对尾砂抗液化性能影响。结果表明,纤维加筋尾砂能够有效提升尾砂的抗液化特性。就增强尾砂的抗液化效果而言,纤维存在最优长度和最优掺量分别为9 mm、0.3%。通过SEM发现,玄武岩纤维填充在尾砂颗粒的孔隙与裂隙中,并与尾砂颗粒发生缠绕、包裹等现象,甚至一些被包裹的纤维之间相互弯曲交织,构建成三维网状的“桥梁”纽带。

不同布锚角度锚索抗滑桩抗震性能的离心振动台试验对比

预应力锚索是预应力锚索抗滑桩的重要组成部件,但其布设角度对预应力锚索抗滑桩抗震性能的影响尚不清晰。鉴于此,设计并完成了考虑锚索水平布设和倾斜布设的两组离心振动台模型试验,对比分析了不同布锚角度时坡体地震变形和加速度放大特征以及桩-锚结构的受力特性,揭示了布锚角度变化对锚索抗滑桩-坡体体系抗震性能的影响规律。结果表明,不同布锚角度时锚索锚固点附近坡体均存在加速度异常放大现象,放大系数随输入地震动强度增加而增大;倾斜布锚时坡体沉降幅度和加速度放大程度明显减小;倾斜布锚有利于改善桩身的地震受力,桩身峰值动弯矩和动土压力相比水平布锚时显著降低;倾斜布锚可以有效减缓锚索内力的增长,降低桩-锚-坡体体系地震失效的风险。

高层轻板框架结构试验研究

本文适应墙体改革及保护耕地的需要，提出了以粉煤灰砌块等工业废料为主要原材料的高层轻板框架结构体系，进行了１／３比例模型的房屋结构试验，对其在地震作用下的受力及变形特点进行了分析，研究表明这种结构具有较好的抗震能力，可以实现地震能量的分阶段释放．

磁悬浮控制棒驱动线抗震试验研究

为验证设备的稳定性、可靠性以及在极端条件下的安全功能,在地震模拟振动台上,采用一组控制棒驱动线实物作为足尺模型,进行了控制棒驱动线的抗震试验研究。得到了不同的地震输入对控制棒驱动线落棒时间的影响;测量了运行安全地震(SL-1)、极限安全地震(SL-2)水平下,控制棒驱动线的加速度响应值和应变值;验证了不同工况下控制棒驱动线的安全功能。试验数据表明,该驱动线在运行基准地震(OBE)、安全停堆地震(SSE)工况下,均能保持结构的完整性,并能实现运行功能。

高层轻板框架结构的刚度和承载力分析

提出了以粉煤灰砌块等工业废料为主要原材料的高层轻板框架体系 .在高层轻板框架 1/ 3比例模型抗震试验的基础上 ,分析了模型在水平地震作用下的受力和变形特点 ,给出了此种结构的抗侧移刚度及抗剪承载力公式 .

装配式节能剪力墙抗震性能试验

为了解装配式节能剪力墙的抗震性能,采取抗震试验的研究方法,在模拟地震荷载作用下,对3块装配式节能剪力墙进行抗震试验.重点分析装配式节能剪力墙的受力过程、材料应变、传力规律以及耗能能力等抗震性能.另外,还对石膏与密柱及保温系统的协调工作进行分析.试验结果及分析表明,该墙板是一种抗震性能相对较好的节能剪力墙.通过与无保温系统墙板进行对比分析,找到保温系统对此类剪力墙受力变形的影响规律.装配式节能剪力墙的承载能力和延性等指标均有一定程度的提高.

安装新型铅减震器的220kV断路器振动台试验

通过对安装新型铅减震器的220 kV断路器振动台试验,分析了新型铅减震器的减震效果。试验结果表明:新型铅减震器不仅可以降低断路器顶部的加速度和位移,使底部瓷套管最大应变减少53%以上,而且输入地震动越强其减震效果越明显。此外,这种减震器还可为断路器提供一定的初始刚度。

稻草板单侧覆面组合墙体抗震试验研究

对3面组合墙体进行低周往复水平荷载试验,研究稻草板单侧覆面、交叉扁钢拉条支撑稻草板单侧覆面和钢板+稻草板双面板对组合墙体抗震性能的影响.结果表明:稻草板单侧覆面组合墙体采用交叉扁钢拉条支撑和覆钢板处理,增加了稻草板与型钢骨架之间的相互作用,抗震性能更加优越.交叉扁钢拉条支撑稻草板单侧覆面组合墙体与钢板+稻草板双面板组合墙体的抗剪承载力相近,均为稻草板单侧覆面组合墙体抗剪承载力的2倍左右;且延性系数和抗侧刚度均有明显提升,但交叉扁钢拉条支撑稻草板单侧覆面组合墙体耗能性能略有下降.3面组合墙体的刚度退化速率均匀,曲线平稳,呈流线型.同钢板+稻草板双面板组合墙体相比,交叉扁钢拉条支撑稻草板单侧覆面组合墙体的抗剪承载力退化系数波动范围较小,抗剪承载力更为稳定.在实际工程中,交叉扁钢拉条用钢量较少,更具有实际价值.

跨断层隧道抗减震措施性能振动台试验研究

跨断层的隧道工程在中国高烈度地震区已经越来越普遍。针对目前土木工程抗震设计规范对跨断层隧道的不适用性,通过振动台模型试验研究了隧道结构常规与新型抗减震措施在地震动力荷载作用下的响应特性和破坏机理。结果表明:断层滑动装置在单体模型箱中模拟断层滑动状况良好;套管式可变形结构的抗减震性能最好;减震层可以提高隧道结构整体的耐震性能;减震缝通过提高隧道结构纵向自由度而减轻震害。分析了隧道结构在地震中发生破坏的初始位置与破坏过程,揭示了各种抗减震措施的作用机理。最后,将地震烈度与隧道结构破坏过程相结合,提出了各种抗减震措施的适用条件。为研发新型隧道抗减震措施与隧道抗震设防提供参考。

明甪直天王殿松木斗拱振动台试验研究

以甪直保圣寺天王殿斗拱为参考对象,进行无缩尺松木斗拱模型的地震台试验研究。通过对斗拱的加速度与动力放大系数变化趋势、斗拱在振动过程中位移响应变化特征、斗拱变形最大时刻和各构件变形最大时刻的滑移位移和回转位移数值对比分析,得出以下结论:地震加速度用于衡量地震烈度,并不能直接反映斗拱试件的最大变形;振动频率的变化对斗拱回转变形的变化起重要作用,振幅是决定各构件水平滑移的主要因素;各构件变形最大值与斗拱整体变形最大值具有很强相关性,其中栌斗和华拱的回转变形对斗拱的整体变形而言,处于支配地位;斗拱的华拱连下昂部分主要起装饰作用,其榫卯连接节点位置在振动过程中较为薄弱,在对实际文物维护修缮过程中应引起重视并采取相关加固措施。

CEFR堆芯燃料组件抗震试验方法研究

为了验证中国实验快堆(CEFR)堆芯燃料组件的抗震性能,保证地震下结构完整性和气密性,必须研究制定兼具代表性和包络性的堆芯组件抗震试验方法。本文基于俄罗斯组件耐振试验方案分析,结合国内试验规范和堆芯实际约束条件,提出了一套新的组件抗震试验方法,并通过分析计算论证新方法的合理性。结果表明:新方法的试验结果是保守的,可保证在相同地震输入下单组件应力、冲击响应基本能包络处于堆芯组件群中的组件响应,新方法要求单根组件分别在刚性台架和柔性台架上依次完成抗震试验。本文结果对快堆堆芯组件的抗震试验研究具有重要指导意义。

穿越断层隧道抗震结构性能振动台试验分析

穿越断层的隧道工程在中国高烈度地震区域已经较为普遍。针对这一问题,通过振动台模型试验研究在地震作用下减震缝、内外套管结构与不设防三种隧道结构的动力响应特征与破坏形式。通过对比在水平向地震作用下的峰值加速度与截面内力,可以看出:(1)减震缝显著降低穿越断层区结构截面内力,但结构水平加速度峰值较不设防区域则略微放大,进而有可能产生相对错动;(2)内外套管系统在穿越断层区域时,全设防区域的水平峰值加速度均有所降低,其外套管隧道在地震作用下截面受力与不设防隧道相似,进而发生破坏,但内套管隧道结构则拥有很高的生存率,保障隧道结构在大震过后仍能较好通行。为今后新型隧道抗震结构提出了设计参考。

薄壁C型钢-竹胶板组合箱型柱抗震性能试验

提出了一种新型的组合柱——以两块薄壁C型钢为基本骨架口对口拼接,在型钢腹板及翼缘处用结构胶黏剂黏结4块竹帘胶合板,形成截面形式为箱型的薄壁C型钢—竹胶板组合柱。以钢板厚度、长细比、轴压比等为基本参数,对5根组合柱进行了拟静力加载试验,观察组合柱在不同参数设置下的钢板、竹胶板的应变变化和荷载—位移滞回曲线,得到了组合柱的承载力指标和耗能系数、延性系数等抗震性能指标,在此基础上进行了组合柱的承载力计算方法分析。结果表明,长细比和钢板厚度对钢—竹组合柱加载初期的受力性能影响不明显,但影响柱子的后期极限承载力和刚度,而轴压比对组合柱的极限承载力和延性性能起着决定作用。根据钢—竹组合柱在弹性阶段的轴压力大小和应力—应变关系,提出了组合柱的力学简化模型及屈服承载力计算方法,其计算结果与试验值吻合较好。

装配式混凝土U型钢筋环扣连接技术应用研究

研发了一种装配式混凝土U型钢筋环扣连接技术,对采用4种不同连接方式的试件进行拟静力试验,观察试验现象及破坏形态,分析各种连接的刚度、延性、滞回性能、耗能能力等。结果表明:U型环扣连接节点的承载力较现浇节点有很大程度提高,且连接部位破坏时钢筋未达到屈服,尚有较大优化空间;采用90°弯锚连接节点的搭接钢筋在往复荷载作用下的承载力等同于现浇节点,在延性、刚度退化、耗能能力等方面比现浇节点和U型环扣搭接方式差一些,未能在混凝土中实现有效锚固,混凝土压碎时搭接钢筋未屈服;采用U型环扣搭接方式虽然在延性方面较现浇节点差,但是承载力和刚度退化方面表现均优于现浇节点;U型环扣连接方式的试件存在钢筋排布密集的问题,混凝土对钢筋的握裹能力较弱,搭接区域的混凝土较早损伤破坏;对比一次性搭接方式,U型环扣分批搭接方式对混凝土的局部损伤更小,连接的延性和耗能能力更优;采用分批搭接方式的构件受力钢筋在搭接处为受拉屈服,滞回环饱满,受力状态良好,是提高U型环扣连接的有效措施之一。