复杂钢框架—支撑体系结构振动台试验研究及有限元模拟.pdf

摘要 钢框架．支撑体系在高层钢结构中被广泛采用，研究该体系在地震下的动力 响应具有很重要的现实意义。而天津新图书馆正是采用了钢框架．中心支撑体系， 其主体内部存在多处柱上下不连续贯通和多处大悬挑桁架，结构竖向极不规则。 本文以天津新图书馆实际工程为背景，在中国建筑科学研究院振动台试验室 进行了1／20的大比例缩尺模型振动台试验。试验前对结构振动台模型进行了周 密的设计与制作，内容包括试验材料的选取、动力相似关系的确定、模型加工技 术的探讨以及试验方案的设计。试验中以两条天然波和一条人工波作为输入地震 遇等不同烈度地震作用下的试验，研究了模型结构在不同烈度地震作用下的加速 度反应、位移反应、应变反应，以及模型的破坏形态和破坏机理，试验表明：天 津新图书馆结构能满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计原则，具有 较好的抗震性能。 利用ANSYS软件建立了有限元分析模型，对结构进行了时程分析，就模型 的频率、位移反应和应变反应进行了对比，计算结果和试验结果吻合较好，一方 面说明大比例缩尺模型能量测到较为可靠的数据，另一方面也验证了计算模型的 可靠性与有效性。 关键词：钢框架．支撑体系悬挑桁架缩尺模型振动台试验有限元模型 ABSTRACT Steel for is availableinsteel frame—bracingsystembuildingwidely construction， the an makes senseonthe ofthe study importantpractical dynamicresponsessystem under inmain action．Steel is structure earthquake frame-bracingsystemjustemployed ofthe arelotsof columnsandtrusseswithcantilevers Tianjinlibrary．Thereremoving intheinteriorstructurewith irregularfacade． This refersthecase ofthe a paper project newTianjinlibrary,researches shaking tabletestof1／20 wascarriedoutinthe tablelabof model，which large-scale shaking China of research．This and the Academybuilding paperdesignsproductsthoroughly testmodelbeforethe modelmaterial test，including forthe modelconstruction and oftest relationship，discussion technologydesign