,686. 北京科技大学学报 第32卷 续表 震型 序号 波形及输入方向 加速度峰值 18 地震波3X向 0.341g 7度大震 19 地震波3，Y向 0.341g 20 地震波3，双向 0.341g(X向)0.290g(Y向) 自振特性 21 第4次白噪声扫描 0.050g 22 地震波3X向 0.440g 8度大震 23 地震波3Y向 0.440g 24 地震波3双向 0.440g(X向)0.374g(Y向) 自振特性 25 第5次白噪声扫描 0.050g 8度半大震 26 地震波3双向 0.561g(X向)，0.477g(Y向) 自振特性 27 第6次白噪声扫描 0.050g 注：地震波12和3分别表示人工波、Ta波和Kbe波.为确保试验安全，大震作用下仅采用反应最大的Kbc波进行试验 在弹性范围内， 构件基本完好，进一步体现了结构良好的延性和耗 (3)7度罕遇地震波输入阶段，模型结构振动 能能力 幅度较中震增大，整体结构动力响应较大，振动过程 中模型发出响声，Y向地震波作用下结构反应大于 4试验结果分析 X向，Y向及双向输入下，结构上部可见明显扭转反 4.1模型结构动力特性 应，结构上部变形明显大于结构下部，输入结束后， 试验模型结构经历了从小震到大震的输入地震 模型中大部分框架梁跨中及梁端出现裂缝，首层筒 动作用，在整个过程中模型的自振特性发生了相应 体D轴上两片墙身中部出现几条水平向受拉裂缝， 变化，在每个等级地震工况完成后，随即进行白噪 B轴（参见图3应变布置点中的轴线布置）上墙体顶 声激励，从而得到各级地震作用后模型的动力特性， 部出现受压裂缝，2、3轴间和45轴间墙体上连梁 测试结果表明，结构在经历了7度小震后，YX 端部出现斜裂缝，8层筒体上未出现明显裂缝， 方向结构自振频率均基本不变，阻尼比基本不变，说 (4)8度罕遇地震波输入阶段，模型结构振动 明结构完全处于弹性状态，基本没有损伤，7度中 幅度很大，整体结构动力响应剧烈并伴随有响声发 震后，结构YX方向一阶自振频率分别下降1%和 出.Y向地震波作用下结构反应大于X向，Y向及双 12%,说明结构有一定损伤，Y向损伤大于X向：结 向输入下，结构上部可见明显扭转反应，输入结束 合裂缝分布判断，损伤主要发生在框架梁跨中、梁与 后，框架梁上裂缝继续增加，宽度增大，首层筒体上 筒体连接处以及首层筒体D轴两片墙上，7度大震 原有裂缝进一步开展，同时增加一部分新裂缝，9 后，结构YX方向自振频率分别下降31%和2%， 层筒体D轴上两片墙身中部出现水平向受拉裂缝， 说明结构损伤程度加剧，Y方向结构阻尼比已增大 23轴间和45轴间墙体上连梁端部出现斜裂缝， 到9.1%，结构中形成能量耗散机制.在后续的8度 铜管柱均未发生屈曲现象，模型结构自振频率进一 及8度半大震作用下，结构YX方向自振频率分别 步下降，说明整体结构损伤更加严重，但是，整体结 下降29%、33%和36%、37%，说明结构损伤已经比 构仍保持直立，关键构件基本完好，说明结构具有良 较严重，但整体结构仍比较完好，保持直立，说明结 好的延性和耗能能力， 构具有良好的延性以及耗能能力， (5)8度半罕遇地震波输入，由于结构已经损 表4所示为各级地震作用后采用白噪声激励所 伤严重，刚度下降较多，整体结构动力响应与8度大 测得的模型结构XY方向的动力特性 震下类似，结构上部可见明显扭转反应.输入结束 4.2模型结构加速度反应分析 后，结构中原有裂缝进一步开展，同时增加一部分新 图4标出了结构中主要加速度及位移控制点， 裂缝，铜管柱均未发生屈曲现象.模型结构自振频 下面分方向给出各阶段主要控制点的加速度放大 率较上一工况下降不多，整体结构仍保持直立，关键 系数北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 续表 震型 序号 波形及输入方向 加速度峰值 18 地震波 3‚Ｘ向 0∙341ｇ 7度大震 19 地震波 3‚Ｙ向 0∙341ｇ 20 地震波 3‚双向 0∙341ｇ（Ｘ向 ）‚0∙290ｇ（Ｙ向 ） 自振特性 21 第 4次白噪声扫描 0∙050ｇ 22 地震波 3‚Ｘ向 0∙440ｇ 8度大震 23 地震波 3‚Ｙ向 0∙440ｇ 24 地震波 3‚双向 0∙440ｇ（Ｘ向 ）‚0∙374ｇ（Ｙ向 ） 自振特性 25 第 5次白噪声扫描 0∙050ｇ 8度半大震 26 地震波 3‚双向 0∙561ｇ（Ｘ向 ）‚0∙477ｇ（Ｙ向 ） 自振特性 27 第 6次白噪声扫描 0∙050ｇ 注：地震波 1、2和 3分别表示人工波、Ｔａｆｔ波和 Ｋｏｂｅ波．为确保试验安全‚大震作用下仅采用反应最大的 Ｋｏｂｅ波进行试验． 在弹性范围内． （3）7度罕遇地震波输入阶段‚模型结构振动 幅度较中震增大‚整体结构动力响应较大‚振动过程 中模型发出响声．Ｙ向地震波作用下结构反应大于 Ｘ向．Ｙ向及双向输入下‚结构上部可见明显扭转反 应‚结构上部变形明显大于结构下部．输入结束后‚ 模型中大部分框架梁跨中及梁端出现裂缝．首层筒 体 Ｄ轴上两片墙身中部出现几条水平向受拉裂缝‚ Ｂ轴 （参见图3应变布置点中的轴线布置 ）上墙体顶 部出现受压裂缝‚2、3轴间和 4、5轴间墙体上连梁 端部出现斜裂缝．8层筒体上未出现明显裂缝． （4）8度罕遇地震波输入阶段‚模型结构振动 幅度很大‚整体结构动力响应剧烈并伴随有响声发 出．Ｙ向地震波作用下结构反应大于 Ｘ向‚Ｙ向及双 向输入下‚结构上部可见明显扭转反应．输入结束 后‚框架梁上裂缝继续增加‚宽度增大．首层筒体上 原有裂缝进一步开展‚同时增加一部分新裂缝．9 层筒体 Ｄ轴上两片墙身中部出现水平向受拉裂缝‚ 2、3轴间和 4、5轴间墙体上连梁端部出现斜裂缝． 铜管柱均未发生屈曲现象．模型结构自振频率进一 步下降‚说明整体结构损伤更加严重．但是‚整体结 构仍保持直立‚关键构件基本完好‚说明结构具有良 好的延性和耗能能力． （5）8度半罕遇地震波输入‚由于结构已经损 伤严重‚刚度下降较多‚整体结构动力响应与 8度大 震下类似‚结构上部可见明显扭转反应．输入结束 后‚结构中原有裂缝进一步开展‚同时增加一部分新 裂缝．铜管柱均未发生屈曲现象．模型结构自振频 率较上一工况下降不多‚整体结构仍保持直立‚关键 构件基本完好‚进一步体现了结构良好的延性和耗 能能力． 4 试验结果分析 4∙1 模型结构动力特性 试验模型结构经历了从小震到大震的输入地震 动作用‚在整个过程中模型的自振特性发生了相应 变化．在每个等级地震工况完成后‚随即进行白噪 声激励‚从而得到各级地震作用后模型的动力特性． 测试结果表明‚结构在经历了 7度小震后‚Ｙ、Ｘ 方向结构自振频率均基本不变‚阻尼比基本不变‚说 明结构完全处于弹性状态‚基本没有损伤．7度中 震后‚结构 Ｙ、Ｘ方向一阶自振频率分别下降 17％和 12％‚说明结构有一定损伤‚Ｙ向损伤大于 Ｘ向；结 合裂缝分布判断‚损伤主要发生在框架梁跨中、梁与 筒体连接处以及首层筒体 Ｄ轴两片墙上．7度大震 后‚结构 Ｙ、Ｘ方向自振频率分别下降 31％和 25％‚ 说明结构损伤程度加剧‚Ｙ方向结构阻尼比已增大 到 9∙1％‚结构中形成能量耗散机制．在后续的 8度 及 8度半大震作用下‚结构 Ｙ、Ｘ方向自振频率分别 下降 29％、33％和 36％、37％‚说明结构损伤已经比 较严重‚但整体结构仍比较完好‚保持直立‚说明结 构具有良好的延性以及耗能能力． 表 4所示为各级地震作用后采用白噪声激励所 测得的模型结构 Ｘ、Ｙ方向的动力特性． 4∙2 模型结构加速度反应分析 图 4标出了结构中主要加速度及位移控制点． 下面分方向给出各阶段主要控制点的加速度放大 系数． ·686·