新型轻钢结构振动台试验研究

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1、76低温建筑技术2012年第8期(总第170期)新型轻钢结构振动台试验研究刘浩，李茂，赵永刚(1．内蒙古工业大学土木工程学院。呼和浩特010051：2．呼和浩特市建设T程质量监督站．呼和浩特010020)【摘要】主要对新型钢框架结构模型进行了地震模拟振动台试验研究。模型以方钢管作为模型框架结构的梁柱，楼板采用新型轻钢楼板，整体结构模型为1：3缩尺模型，通过测试该种结构体系在地震作用下的动力反应，综合评价了该结构的抗震性能，并对结构的设计提出了相应的建议。试验结果表明该种结构抗震性能优良，适合在住宅建筑中推广。【关键词】新

2、型轻钢结构；振动台试验；动力反应【中图分类号】TU392．5【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)08—0076—03随着钢结构建筑的发展和出现，克服了普通钢筋混凝角钢和钢筋焊接而成的平行桁架，桁架上下弦杆采用小角土结构的大部分缺点，且具有强度高，韧性好，整体结构的钢，腹杆采用钢筋。桁架之间由另外几组平行桁架进行支重量轻，建筑可利用的空间大，生产效率高，延性大，抗震性撑连接，构成双向交叉骨架，楼板示意图如图1所示。能好等优点。然而它最大的缺点是造价较高，这是阻碍钢表1模型的相似关系结构住宅普及的一个重

3、要因素。因此，如何降低钢结构住宅的造价，是发展钢结构住宅建筑要解决的主要问题。要降低钢结构住宅的成本，势必从减少结构用钢量着手。除采取合理的设计方法之外，还需要设法减轻建筑的自重，在多高层建筑地上部分的总重中，各层楼板和墙体约占自重的40％左右。所以，减小楼板和墙体自重是减轻房屋总重的最佳途径。因此，开发轻质、高强的楼板结构形式对于降低钢结构住宅价格具有直接影响。另外，还可降低结构的地震反应，从而提高钢结构住宅的性价比，真正能够将钢结构住宅在我国得到推广应用。近几年开发出一些轻钢楼板和墙板，如果开发出一种新型轻钢结构体系

4、，将轻钢楼板和墙板用于钢结构住宅中，就能够有效的降低结构自重，从而降低用钢量，然而将传统楼板和墙体替换为轻钢楼板墙板后，整个结构体系的力学性能，尤其是在地震作用下结构的动力特性与动力反应还有待考察。因此，通过振动台试验对这种新型轻钢结构在地震作用下的受力性能进行分析研究是必不可少的。1试验模型的设计设计制作1：3缩尺模型，为了能够完全反映原型结构的特性，试验模型必须满足一定的相似关系。根据相似理论，支建立试验模型的相似关系如表1所示。该模型使用的钢材为Q195钢，梁和柱采用方钢管制作，模型使用的轻钢楼板为轻钢桁架板，板的

5、受力骨架为小图1轻钢楼板示意图0●oo●o0●。0．00●oo●Ⅲ00．o。●oo●oo●o0●00●00●0o●oo●o0●00●Do．o0●00●Ⅲ。。．0o◆oo●0o●o0．0。●o0●oo●00●oo●o0●oo●oo●oo●oo●oo●oo●oo●oo●oo●oo●口。．o。．o木工程学报，2008，41(2)：60—69．[J]．中国公路学报，2010，23(6)：78—84[4]熊学玉．体外预应力结构设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005：23—139．[5]詹界东，杜修力，邓宗才．预应力FRP筋

6、锚具的研究与发展[收稿日期】2012—03—26[J]．工业建筑，2008，38(10)：38—41．[作者简介]冯谊武(1989一)，男，湖北枣阳人。本科，研究方[6]黄侨，荣学亮。杨明．桥梁体外预应力筋极限应力计算方法向：交通土建。刘浩等：新型轻钢结构振动台试验研究模型平面尺寸3mX1．2m，纵向两跨，柱距为2X1．5m，应力较大值所在部位，因此在这些部位贴应变片。横向为单跨，柱距1．2m，层高lm，模型总高8m，模型完工后3试验结果和分析全貌如图2。(1)加速度反应。由加速度传感器采集到最大加速度反应如表3所示，图

7、3～图5为模型顶层的加速度时程曲线。∞●昌n圈3300galTaft波作用下模型顶层加速度反应图2模型完工后照片楼面附加恒荷载0．3kN／m2，活荷载2．0kN／m2，为了模一．。拟楼面荷载效应，在楼面上附加质量块进行配重。根据相似关系最后确定每层的配重为160kg。k．1kl▲。l1．8I出2试验和加载方案6542●一本次试验是在内蒙古工业大学土木工程学院结构试验．Ⅲ／最■c!r唧昭?拈nlp咐胛札l：宝l室完成，主要的试验设备为国产PMS型电液伺服地震模拟38∞37"2¨4舢：9旱锄4O圳6O哪振动台TST1010加

8、速度传感器、TST5912动态信号测试分析OB162432404448系统，电阻应变片。图4300galKobe波作用下模型顶层加速度反应本次振动台试验目的在于探究模型结构在受到地震波激励下的动力反应，选择输入的波形为Taft波、K0be波和一条人工波。试验为水平单向振动，振动方向为模型两跨方向，由于后续要对模型进行