第11期 张举兵等：不规则体型高层钢结构模拟地震振动台试验研究 ,1233 在试验中，将地震波的峰值加速度从0.126g 震能保持弹性，均达到了既定设计目标 逐级增加到1.0g·模型发生的主要反应及变化为： (5)各震级的试验结束后，对模型外观均进行 (1)7度小震后模型结构自振频率与震前基本 了检查，除转换层桁架中一处斜撑的端部连接焊缝 相同，表明结构在7度小震下保持弹性 在7度大震后出现开裂外，未发现模型有其他明显 (2)从总体上讲，7度中震后，结构的频率逐级 破坏现象或构件失稳的现象， 下降，说明结构中有构件陆续进入塑性，但从频率 3模型试验结果及分析 下降的幅度来看，直至7度大震后，结构的塑性发展 也是有限的 3.1模型结构动力特性 (③)在地震波的作用下，结构的反应随震级的 模型结构动力特性见表4.从表中可以看出：随 加大而加大，在整个结构中，位移反应最大的部分 着地震强度的逐步加大，结构模型的自振周期与阻 是第二轴及其悬挑部分，层数越高，反应越剧烈.同 尼比的总体变化是增大的趋势：7度小震后的自振 时，上述悬挑部分在地震波的峰值过后，比结构的其 频率与震前基本相同，说明结构在小震下基本保持 他部位需要更长的时间归位，即不但反应大，而且 弹性；7度中震后，结构的频率略有下降，说明结构 反应消失需要的时间也长 中有部分构件进入塑性，但从频率下降的幅度来 (4)应变片的试验结果说明，钢管混凝土柱（含 看，直至7度大震后，结构的塑性发展也是有限的 变直径部分)在7度大震下保持弹性，转换桁架在中 表4模型结构动力特性 Table 4 Dynamic characteristics of model structure 侧振振型 扭振振型 工况 X向平动 Y向平动 Z向扭转 第一阶频率/ 第一阶频率相当于 第一阶频率/ 第一阶频率相当于 第一阶频率/ 第一阶须率相当于 业 初始值的百分比/% 业 初始值的百分比/% 业 初始值的百分比/% 震前 4.50 100 2.84 100 6.02 100 7度小震 4.50 100 2.79 98 5.88 98 8度小震 4.40 98 2.73 96 5.77 96 7度中震 4.28 95 2.59 % 5.62 91 7度中震加强 4.16 92 2.65 93 5.56 93 7度大震 4.06 90 2.53 5.39 89 0.78g 4.03 90 2.45 男 5.39 86 0.90g 4.00 90 2.44 86 5.26 86 1.0g 3.91 87 2.44 86 5.25 86 3.2模型结构的加速度反应分析 应峰值与台面加速度峰值之比确定，El Centro波南 3.2.1主体结构加速度反应 北向记录以不同震级、不同地震波作用时，模型加速 各层的加速度放大系数由该层的绝对加速度反 度放大系数沿楼层的分布见图2. 14 14 12 12 10 10 ◆7度小震 ◆7度小震 器 -8度小震 ●8度小震 7度中震 6 7度中震 6 ·7度中震 加强 7度中震加强 7度大震 一7度大震 2 2 0 2 2 放大系数 放大系数 (a)X向 (b)Y向 图2 El Centro波南北向记录不同工况下楼层加速度放大系数 Fig.2 Magnification coefficient of floor acceleration by the north and south records of EI Centro wave in different conditions在试验中‚将地震波的峰值加速度从0∙126g 逐级增加到1∙0g．模型发生的主要反应及变化为： （1）7度小震后模型结构自振频率与震前基本 相同‚表明结构在7度小震下保持弹性． （2） 从总体上讲‚7度中震后‚结构的频率逐级 下降‚说明结构中有构件陆续进入塑性．但从频率 下降的幅度来看‚直至7度大震后‚结构的塑性发展 也是有限的． （3） 在地震波的作用下‚结构的反应随震级的 加大而加大．在整个结构中‚位移反应最大的部分 是第二轴及其悬挑部分‚层数越高‚反应越剧烈．同 时‚上述悬挑部分在地震波的峰值过后‚比结构的其 他部位需要更长的时间归位．即不但反应大‚而且 反应消失需要的时间也长． （4） 应变片的试验结果说明‚钢管混凝土柱（含 变直径部分）在7度大震下保持弹性‚转换桁架在中 震能保持弹性‚均达到了既定设计目标． （5） 各震级的试验结束后‚对模型外观均进行 了检查‚除转换层桁架中一处斜撑的端部连接焊缝 在7度大震后出现开裂外‚未发现模型有其他明显 破坏现象或构件失稳的现象． 3 模型试验结果及分析 3∙1 模型结构动力特性 模型结构动力特性见表4．从表中可以看出：随 着地震强度的逐步加大‚结构模型的自振周期与阻 尼比的总体变化是增大的趋势；7度小震后的自振 频率与震前基本相同‚说明结构在小震下基本保持 弹性；7度中震后‚结构的频率略有下降‚说明结构 中有部分构件进入塑性．但从频率下降的幅度来 看‚直至7度大震后‚结构的塑性发展也是有限的． 表4 模型结构动力特性 Table4 Dynamic characteristics of model structure 工况 侧振振型 扭振振型 X 向平动 Y 向平动 Z 向扭转 第一阶频率／ Hz 第一阶频率相当于 初始值的百分比／％ 第一阶频率／ Hz 第一阶频率相当于 初始值的百分比／％ 第一阶频率／ Hz 第一阶频率相当于 初始值的百分比／％ 震前 4∙50 100 2∙84 100 6∙02 100 7度小震 4∙50 100 2∙79 98 5∙88 98 8度小震 4∙40 98 2∙73 96 5∙77 96 7度中震 4∙28 95 2∙59 91 5∙62 91 7度中震加强 4∙16 92 2∙65 93 5∙56 93 7度大震 4∙06 90 2∙53 89 5∙39 89 0∙78g 4∙03 90 2∙45 86 5∙39 86 0∙90g 4∙00 90 2∙44 86 5∙26 86 1∙0g 3∙91 87 2∙44 86 5∙25 86 3∙2 模型结构的加速度反应分析 3∙2∙1 主体结构加速度反应 各层的加速度放大系数由该层的绝对加速度反 应峰值与台面加速度峰值之比确定．El Centro 波南 北向记录以不同震级、不同地震波作用时‚模型加速 度放大系数沿楼层的分布见图2． 图2 El Centro 波南北向记录不同工况下楼层加速度放大系数 Fig．2 Magnification coefficient of floor acceleration by the north and south records of EI Centro wave in different conditions 第11期 张举兵等： 不规则体型高层钢结构模拟地震振动台试验研究 ·1233·