不同结构的振动台试验模型等效设计方法
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装配式建筑施工中的静力与动力性能测试方法随着城市化进程的加速和人们对可持续发展的需求增加,装配式建筑在近年来日益受到广泛关注。
装配式建筑以其工期短、质量可控、环保节能等优势逐渐成为当今建筑行业的热门选择。
然而,由于其结构特点和施工方式与传统建筑不同,静力与动力性能的可靠评估与测试显得更为重要。
本文将从装配式建筑施工中的静力性能测试和动力性能测试两个方面进行论述。
一、装配式建筑施工中的静力性能测试方法1. 剪切试验法剪切试验法是一种常用于评估装配式结构承载能力的方法。
可以通过对构件间相对位移及应变进行测量来推导出构件的刚度和承载能力等参数。
该方法简单直观,适用于各种装配式结构材料。
2. 拉压试验法拉压试验法通常用于评估钢结构连接件或接头在受外力作用下的强度和稳定性。
对于较大规模或复杂的装配式结构,可以通过拉压试验来验证整体系统的抗震性能。
3. 振动台试验法振动台试验法主要用于评估装配式建筑在地震荷载下的抗震性能。
将装配式建筑模型放置在振动台上,模拟地震作用,测定结构响应和破坏形态。
这种方法可以帮助设计师改进结构设计以提高抗震性能。
二、装配式建筑施工中的动力性能测试方法1. 等效静力法等效静力法是一种常用于评估装配式结构在地震作用下产生的位移和变形情况的方法。
该方法假定装配式结构在地震作用下可以看作一系列相互连接的静力系统,并将其转化为等效水平加载作用下的单层连续梁问题求解。
通过计算得到结构位移和内力分布,从而评估其动态行为。
2. 动力子结构试验法动力子结构试验法将大型装配式建筑分成若干个子结构,对每个子结构进行独立测试。
通过测量子结构的反应与约束条件进行连续叠加,最终得到整体结构的动力行为。
这种方法可以模拟真实工况下的结构反应,有助于评估装配式建筑在地震等动力荷载下的性能。
3. 数值模拟方法数值模拟方法在装配式建筑施工中的动力性能测试中具有重要地位。
通过建立模型、输入设计参数和加载条件,利用计算机软件对结构进行虚拟加载与分析。
振动台试验方案设计实例清晨的阳光透过窗帘的缝隙,洒在了我的办公桌上,我的思绪随着键盘的敲击声渐渐飘散。
十年的方案写作经验,让我对每一个项目都有着独特的理解和处理方式。
今天,就让我们来聊聊振动台试验方案设计。
一、项目背景这个项目是为一家电子设备制造商设计的,他们的产品需要在各种环境下经受住振动测试,以保证其在运输、安装和使用过程中的可靠性。
因此,我们需要为他们设计一个全面的振动台试验方案。
二、试验目的1.验证产品在振动环境下的结构强度和可靠性。
2.检验产品在振动过程中是否会产生功能故障。
3.评估产品在振动环境下的耐久性。
三、试验设备1.振动台:选择一款能够满足试验要求的振动台,其振动频率、振幅和振动时间等参数需满足产品标准。
2.数据采集系统:用于实时记录振动过程中的数据,以便后续分析。
3.温湿度控制系统:保证试验过程中的环境条件符合产品要求。
四、试验方案1.试件准备:根据产品标准和试验要求,选择合适的试件进行试验。
试件数量、规格和状态需满足试验要求。
2.试验步骤:(1)将试件放置在振动台上,调整振动台的频率、振幅和振动时间等参数,使其符合产品标准。
(2)启动振动台,进行正弦波振动试验。
观察试件在振动过程中的响应,记录数据。
(3)在振动过程中,对试件进行功能测试,检验其在振动环境下是否会出现故障。
(4)根据试验结果,调整振动台的参数,进行随机振动试验。
观察试件的响应,记录数据。
(5)重复步骤(2)和(3),直至完成所有试验。
3.数据分析:将试验过程中采集的数据进行整理和分析,评估产品的结构强度、可靠性和耐久性。
4.结论与建议:根据试验结果,给出产品在振动环境下的性能评估,并提出改进建议。
五、试验安全1.试验过程中,操作人员需穿戴好个人防护装备,确保人身安全。
2.设备需定期检查,确保其正常运行。
3.试验过程中,如发现异常情况,立即停止试验,查明原因并处理。
六、试验时间与地点1.试验时间:根据项目进度安排,确保在规定时间内完成试验。
典型地铁车站结构大型振动台试验相似比分析周明科;张波;蔡东明;闫冬梅;郭飞;李峻峰【摘要】以典型地铁车站结构的大型振动台试验为基础,对试验相似比设计和试验结果的相似比精确度进行了分析.基于Buckinghamπ定理,采用一致相似率分析方法,建立以覆土质量为主要控制因素的等效密度方程.将需要施加的人工配重与非结构荷载统一考虑,分析地铁地下结构欠人工质量模型的相似比.研究不同的覆土厚度对重力效应的影响程度,计算了试验中的实际相似比,并通过试验测试结果证明其在提高计算精度上的有效性.结果表明,随着结构上覆土层厚度的增加,速度、频率、加速度的重力效应与人工质量模型的重力效应越接近,且加速度重力效应精度的提高幅度最大.通过调整试验条件下实际覆土层厚度,反演实际相似比,可以有效提高相似比设计的精确度.【期刊名称】《防灾科技学院学报》【年(卷),期】2014(016)002【总页数】7页(P7-13)【关键词】地铁车站;振动台试验;相似比;重力效应【作者】周明科;张波;蔡东明;闫冬梅;郭飞;李峻峰【作者单位】北京工业大学岩土与地下工程研究所,北京100124;北京城建勘测设计研究院有限责任公司,北京 100101;北京工业大学岩土与地下工程研究所,北京100124;北京工业大学岩土与地下工程研究所,北京100124;北京工业大学岩土与地下工程研究所,北京100124;中铁十九局集团有限公司,北京 100176【正文语种】中文【中图分类】TU435地铁结构振动台模型试验中的相似问题包括:结构的相似、土的相似以及土与结构相互作用的相似。
进行一般工程结构振动台实验时,模型完全相似就难以满足,再加上土以及地铁结构与土相互作用相似问题,做到完全满足相似率的要求就更加困难了[1-2]。
但通常可以根据研究目的的不同,保证主要参数满足相似关系,或采取相关技术措施(如采用配重来增加重力效应)等途径近似满足,而次要参数相似比应尽量与主要因素接近。
01建筑结构的整体模型模拟地震振动台试验研究,从模型的设计制作、确定试验方案、进行试验前的准备工作、到最后实施试验和对试验报告数据进行处理,整个过程历时较长、环节较多。
显然,预先了解和把握振动台试验的总体过程,做到有目的、有计划、有方法,才能较顺利地完成该项工作。
介绍将会按照以下顺序依此进行:1 模型制作2 试验方案3 试验前的准备4 实施试验5 试验报告6 试验备份021 模型制作振动台试验模型的制作,在获得足够的原型结构资料后,至少需要把握这样几个关键环节:(1)依据试验目的,选用试验材料;(2)熟读图纸,确定相似关系;(3)进行模型刚性底座的设计;(4)根据模型选用材料性能,计算模型相应的构件配筋;(5)绘制模型施工图;(6)进行模型的施工。
对上述各条的设计原则以及注意事项等,分述如下。
1.1 选用模型材料模型试验首先应明确试验目的,然后根据原型结构特点选择模型的类型以及使用材料。
比如,试验是为了验证新型结构设计方法和参数的正确性时,研究范围只局限在结构的弹性阶段,则可采用弹性模型。
弹性模型的制作材料不必与原型结构材料完全相似,只需在满足结构刚度分布和质量分布相似的基础上,保证模型材料在试验过程中具有完全的弹性性质,有时用有机玻璃制作的高层或超高层模型就属于这一类。
另一方面,如果试验的目的是探讨原型结构在不同水准地震作用下结构的抗震性能时,通常要采用强度模型。
强度模型的准确与否取决于模型与原型材料在整个弹塑性性能方面的相似程度,微粒混凝土整体结构模型通常属于这一类。
以上分析也显现了模型相似设计的重要性。
在强度模型中,对钢筋混凝土部分的模拟多由微粒混凝土、镀锌铁丝和镀锌丝网制成,其物理特性主要由微粒混凝土来决定,有时也采用细石混凝土直接模拟原型混凝土材料,水泥砂浆模型主要是用来模拟钢筋混凝土板壳等薄壁结构,石膏砂浆制作的模型,它的主要优点是固化快,但力学性能受湿度影响较大;模拟钢结构的材料可采用铜材、白铁皮,有时也直接利用钢材。
一、前言模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验,它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法,这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。
另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥了重要的作用,而且其应用的领域仍在不断地扩大。
模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。
20世纪70年代以来,为进行结构的地震模拟试验,国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。
模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合,使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高,并极大地促进了结构抗震研究的发展。
二、常用振动台及特点振动台可产生交变的位移,其频率与振幅均可在一定范围内调节。
振动台是传递运动的激振设备。
振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。
常见的振动台分为三类,每类特点如下:1、机械式振动台。
所使用的频率范围为1~100Hz,最大振幅±20mm,最大推力100kN,价格比较便宜,振动波形为正弦,操作程序简单。
2、电磁式振动台。
使用的频率范围较宽,从直流到近10000Hz,最大振幅±50mm,最大推力200kN,几乎能对全部功能进行高精度控制,振动波形为正弦、三角、矩形、随机,只有极低的失真和噪声,尺寸相对较大。
3、电液式振动台。
使用的频率范围为直流到近2000Hz,最大振幅±500mm,最大推力6000kN,振动波形为正弦、三角、矩形、随机,可做大冲程试验,与输出力(功率)相比,尺寸相对较小。
4、电动式振动台。
是目前使用最广泛的一种振动设备。
它的频率范围宽,小型振动台频率范围为0~10kHz,大型振动台频率范围为0~2kHz,动态范围宽,易于实现自动或手动控制;加速度波形良好,适合产生随机波;可得到很大的加速度。
原理:是根据电磁感应原理设置的,当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用,半导体中通以交变电流时将产生振动。
桥梁结构振动台试验研究及建模分析桥梁在现代交通系统中发挥着重要的作用,然而,由于受到外界环境和交通载荷的影响,桥梁结构的振动问题成为桥梁工程中需要解决的重要问题之一。
为了研究桥梁结构的振动特性以及优化桥梁设计,振动台试验与建模分析成为一种常用的方法。
桥梁结构振动台试验是一种通过将桥梁模型置于振动台上,施加一定的载荷以模拟真实工况下的振动情况的实验方法。
通过该方法,可以获取桥梁结构在不同振动频率和振幅下的动态响应,以及桥梁在不同工况下的破坏机理和承载能力。
振动台试验的数据可以用于验证和修正数值模型,为桥梁结构的设计和评估提供宝贵的参考依据。
在进行桥梁结构振动台试验之前,首先需要设计和制作桥梁模型。
模型的制作应该尽可能地保持与实际桥梁相似的几何形状和材料特性。
模型的缩尺比例通常采用1:10或1:20,以保证试验结果的可靠性。
制作好的模型需要在振动台上进行安装,并进行必要的调整和加固,以确保试验过程中的稳定性和准确性。
在振动台试验中,需要施加一定的载荷以模拟桥梁结构的工况。
这些载荷可以是静态的,如重力、风载和温度变化等;也可以是动态的,如车辆通过桥梁时引起的振动。
不同类型的载荷可以通过不同的装置施加到桥梁模型上。
通过改变载荷的频率和振幅,可以研究桥梁结构在不同振动工况下的响应。
桥梁结构振动台试验的数据可以通过传感器获得。
常见的传感器包括加速度计、应变计和位移计等,这些传感器通常安装在桥梁模型的关键部位,以提供准确的测量数据。
试验数据的处理和分析可以通过计算机进行,以获得桥梁结构在不同振动条件下的动态响应曲线和振动模态。
振动台试验的结果可以用来验证和修正数值模型。
数值模型是通过计算机辅助设计软件或有限元分析软件建立的,可以模拟桥梁结构在不同工况下的振动特性。
通过与振动台试验的结果进行对比,可以评估数值模型的准确性,并对模型参数进行校正。
这对于优化桥梁设计和改进结构性能非常重要。
除了振动台试验,建模分析也是研究桥梁结构振动的重要方法之一。
框架结构TLD减振设计与振动台试验测试张吉兆;杨明飞;徐国耀【摘要】研究调谐液体阻尼器的工作特性,验证该类型阻尼器的耗能能力.对6层混凝土框架结构进行ANSYS建模,并进行模态分析和7度罕遇地震下结构的顶点最大位移响应分析,确定结构的模态分布和容易损坏的位置.实体模型振动台试验测试结果表明,合理安装TLD阻尼器对于框架结构减振效果明显,顶点最大位移降低38.1%,同时顶点最大加速度降低44.0%.【期刊名称】《重庆科技学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(017)002【总页数】4页(P99-101,108)【关键词】调谐液体阻尼器;工作特性;振动台测试;框架结构【作者】张吉兆;杨明飞;徐国耀【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001;安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001;安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TU352.1调谐液阻尼器(TLD)是一种被动控制装置,在高层建筑和高耸结构的风振、地震控制中得到较广泛的应用,控制效果良好[1-3]。
国内外学者在TLD减震系统方面已做了大量研究。
2000年,李宏男将安装于建筑物顶部的水箱设计成为悬吊式水箱,利用水箱中水的振动和水箱摆动耗能来减小建筑结构的地震反应,建立了体系的分析计算模型,推导出其动力反应的运动方程,试验研究结果表明此装置对结构的相对位移和加速度均有很好的减震效果[4]。
2006年,密苏里大学土木工程系陈根达对控制中的钢结构振动台模型进行试验研究。
通过钢结构的振动台模型试验,研究了在刚性地基条件下矩形TLD对结构地震反应的减震机理和减震效果,为进一步研究结构相互作用对结构TLD减震控制效率影响的振动台模型试验提供对比数据。
同时试验表明,在水箱中设置铁丝网有助提高TLD的减震效率;地震动的频谱特性和峰值加速度对TLD的减震效率有重要影响。
贾影等人通过理论分析与计算,研究了对应于不同频率的TLD装置参数的选取,讨论了各参数对TLD振动控制作用的影响,给出了对应于一定荷载频率范围TLD对结构振动控制作用较好的参数取值范围。