兩種巖土隔震系統(tǒng)的振動臺試驗研究
發(fā)布時間：2021-07-10 03:33
采用低成本的減隔震技術是降低農(nóng)村房屋地震災害的重要途經(jīng)。近年來,圍繞結構基礎與地基土之間使用低模量材料的巖土隔震技術（GSI）引起了廣泛的研究興趣。提出了兩種低成本的巖土隔震系統(tǒng)即基于砂墊層的巖土隔震系統(tǒng)（GSI-SC）和基于玻璃珠–砂墊層的巖土隔震系統(tǒng)（GSI-GBSC）。通過考慮場地的大比例振動臺模型試驗對單層砌體結構模型進行了有、無隔震系統(tǒng)的對比試驗,單層砌體結構模型采用1/4的縮尺比例制作。選取1940年記錄到的El-Centro波南北分量作為輸入波,輸入加速度幅值分別為0.1g,0.2g,0.4g。振動臺試驗結果表明:提出的兩種低成本的巖土隔震系統(tǒng)均可以減少結構的地震反應,達到隔震的目的;在輸入加速度幅值為0.4g時,GSI-SC系統(tǒng)使結構屋面板的加速度反應以及結構的層間位移反應的減小率分別達到33%和39%;而GSI-GBSC系統(tǒng)相應的減小率更是達到了45%和48%。GSI-SC系統(tǒng)和GSI-GBSC系統(tǒng)都具有良好的隔震效果,且施工簡便、成本低廉,適合在農(nóng)村地區(qū)推廣。就隔震效果而言,GSI-GBSC系統(tǒng)較GSI-SC系統(tǒng)更具有優(yōu)勢。
【文章來源】：巖土工程學報. 2020,42(11)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
疊層剪切箱
GSI-SC系統(tǒng)和GSI-GBSC系統(tǒng)的基礎回填均采用砂土，砂土在低應力狀態(tài)下抗剪強度非常低，易產(chǎn)生變形，砂土對結構基礎的約束作用主要由砂土顆粒對結構基礎的摩擦力提供。在水平地震作用下，GSI-SC系統(tǒng)的砂墊層受到結構基礎的作用力易產(chǎn)生剪切破壞，限制了剪應力從砂墊層到結構的傳遞，減小了結構基底的地震動輸入，從而降低上部結構的地震需求。玻璃珠的外形為球形，具有耐磨性、抗酸性、硬度高、表面光滑、勻稱等特點，且它們互相之間能夠滾動，具有很好的自由流動性。根據(jù)玻璃珠的特點，筆者進行了砂墊層和玻璃珠–砂墊層與基礎梁之間的摩擦試驗。試驗結果表明，在砂土的表面鋪滿一層玻璃珠可以降低砂墊層表面與基礎梁之間的摩擦系數(shù)。GSI-GBSC系統(tǒng)選擇在砂墊層表面鋪滿一層玻璃珠，更加有利于水平地震作用下結構基礎與玻璃珠–砂墊層之間產(chǎn)生相對運動，限制地震動向上部結構的傳遞。目前，隔震技術應用到農(nóng)村房屋建設中最大的限制因素之一便是建造成本，而GSI-SC系統(tǒng)和GSI-GBSC系統(tǒng)的優(yōu)勢就在于建造成本低，原因主要有以下兩個方面：
結構模型的原型選取為農(nóng)村地區(qū)量大面廣的單層磚砌體結構房屋，設有構造柱、圈梁等抗震措施，平面尺寸為7200 mm×5700 mm，房屋高度為3300 mm，外墻厚度為370 mm，內(nèi)墻厚度為240 mm。根據(jù)長度相似關系縮尺后結構模型的平面尺寸為1800 mm×1425 mm，總高度為825 mm。磚墻包括兩道縱墻和三道橫墻，構造柱分別設置在房屋的外縱墻與外橫墻的交界處。兩道外橫墻（東墻和西墻）為承重墻，不設門窗洞口；南墻處設有兩個窗戶和一個門洞其立面尺寸分別為600 mm×450 mm、225 mm×225 mm、225mm×225 mm；北墻設有兩個尺寸相同的窗戶，立面尺寸為600 mm×450 mm；內(nèi)墻設有一個門洞，立面尺寸為225 mm×600 mm，與南墻距離為300 mm。結構模型的平面圖及立面圖如圖2所示，其中振動方向為東西向。2.3 地基土模型
【參考文獻】：
期刊論文
[1]簡易滑移隔震技術在村鎮(zhèn)建筑中的應用[J]. 王飛,袁康,郭軍林,李英民. 工程抗震與加固改造. 2017(02)
[2]土工格室加筋對橡膠砂動力特性影響的試驗研究[J]. 劉方成,吳孟桃,陳巨龍,張云飛,鄭玉風. 巖土工程學報. 2017(09)
[3]大應變下干燥橡膠砂動力特性試驗研究[J]. 劉方成,楊峻,王海東. 巖石力學與工程學報. 2016(S2)
[4]橡膠砂動剪模量和阻尼比循環(huán)單剪試驗研究[J]. 劉方成,陳璐,王海東. 巖土力學. 2016(07)
[5]土工格室加筋橡膠砂墊層隔震試驗研究[J]. 劉方成,張永富,周亞棟. 建筑結構學報. 2016(S1)
[6]玻璃珠-石墨基礎滑移隔震砌體結構工作性能試驗研究[J]. 曹萬林,葉煒,張玉山,周中一,張彩紅. 自然災害學報. 2015(05)
[7]簡易消能減震砌體結構模型振動臺試驗[J]. 李英民,卜長明,劉凱,周華艷,祝飛水. 重慶大學學報. 2013(06)
[8]鋼筋-瀝青隔震墩砌體結構足尺模型試驗研究[J]. 尚守平,黃群堂,沈戎,朱博聞. 建筑結構學報. 2012(03)
[9]振動臺多功能疊層剪切箱研制[J]. 孫海峰,景立平,王寧偉,孟憲春. 巖石力學與工程學報. 2011(12)
[10]農(nóng)村房屋新型隔震與抗震砌體結構振動臺試驗研究[J]. 曹萬林,周中一,王卿,董宏英,張建偉. 振動與沖擊. 2011(11)
碩士論文
[1]橡膠顆�！盎旌衔锏母粽鹦阅苎芯縖D]. 歲小溪.湖南大學 2009
本文編號：3275102
【文章來源】：巖土工程學報. 2020,42(11)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
疊層剪切箱
GSI-SC系統(tǒng)和GSI-GBSC系統(tǒng)的基礎回填均采用砂土，砂土在低應力狀態(tài)下抗剪強度非常低，易產(chǎn)生變形，砂土對結構基礎的約束作用主要由砂土顆粒對結構基礎的摩擦力提供。在水平地震作用下，GSI-SC系統(tǒng)的砂墊層受到結構基礎的作用力易產(chǎn)生剪切破壞，限制了剪應力從砂墊層到結構的傳遞，減小了結構基底的地震動輸入，從而降低上部結構的地震需求。玻璃珠的外形為球形，具有耐磨性、抗酸性、硬度高、表面光滑、勻稱等特點，且它們互相之間能夠滾動，具有很好的自由流動性。根據(jù)玻璃珠的特點，筆者進行了砂墊層和玻璃珠–砂墊層與基礎梁之間的摩擦試驗。試驗結果表明，在砂土的表面鋪滿一層玻璃珠可以降低砂墊層表面與基礎梁之間的摩擦系數(shù)。GSI-GBSC系統(tǒng)選擇在砂墊層表面鋪滿一層玻璃珠，更加有利于水平地震作用下結構基礎與玻璃珠–砂墊層之間產(chǎn)生相對運動，限制地震動向上部結構的傳遞。目前，隔震技術應用到農(nóng)村房屋建設中最大的限制因素之一便是建造成本，而GSI-SC系統(tǒng)和GSI-GBSC系統(tǒng)的優(yōu)勢就在于建造成本低，原因主要有以下兩個方面：
結構模型的原型選取為農(nóng)村地區(qū)量大面廣的單層磚砌體結構房屋，設有構造柱、圈梁等抗震措施，平面尺寸為7200 mm×5700 mm，房屋高度為3300 mm，外墻厚度為370 mm，內(nèi)墻厚度為240 mm。根據(jù)長度相似關系縮尺后結構模型的平面尺寸為1800 mm×1425 mm，總高度為825 mm。磚墻包括兩道縱墻和三道橫墻，構造柱分別設置在房屋的外縱墻與外橫墻的交界處。兩道外橫墻（東墻和西墻）為承重墻，不設門窗洞口；南墻處設有兩個窗戶和一個門洞其立面尺寸分別為600 mm×450 mm、225 mm×225 mm、225mm×225 mm；北墻設有兩個尺寸相同的窗戶，立面尺寸為600 mm×450 mm；內(nèi)墻設有一個門洞，立面尺寸為225 mm×600 mm，與南墻距離為300 mm。結構模型的平面圖及立面圖如圖2所示，其中振動方向為東西向。2.3 地基土模型
【參考文獻】：
期刊論文
[1]簡易滑移隔震技術在村鎮(zhèn)建筑中的應用[J]. 王飛,袁康,郭軍林,李英民. 工程抗震與加固改造. 2017(02)
[2]土工格室加筋對橡膠砂動力特性影響的試驗研究[J]. 劉方成,吳孟桃,陳巨龍,張云飛,鄭玉風. 巖土工程學報. 2017(09)
[3]大應變下干燥橡膠砂動力特性試驗研究[J]. 劉方成,楊峻,王海東. 巖石力學與工程學報. 2016(S2)
[4]橡膠砂動剪模量和阻尼比循環(huán)單剪試驗研究[J]. 劉方成,陳璐,王海東. 巖土力學. 2016(07)
[5]土工格室加筋橡膠砂墊層隔震試驗研究[J]. 劉方成,張永富,周亞棟. 建筑結構學報. 2016(S1)
[6]玻璃珠-石墨基礎滑移隔震砌體結構工作性能試驗研究[J]. 曹萬林,葉煒,張玉山,周中一,張彩紅. 自然災害學報. 2015(05)
[7]簡易消能減震砌體結構模型振動臺試驗[J]. 李英民,卜長明,劉凱,周華艷,祝飛水. 重慶大學學報. 2013(06)
[8]鋼筋-瀝青隔震墩砌體結構足尺模型試驗研究[J]. 尚守平,黃群堂,沈戎,朱博聞. 建筑結構學報. 2012(03)
[9]振動臺多功能疊層剪切箱研制[J]. 孫海峰,景立平,王寧偉,孟憲春. 巖石力學與工程學報. 2011(12)
[10]農(nóng)村房屋新型隔震與抗震砌體結構振動臺試驗研究[J]. 曹萬林,周中一,王卿,董宏英,張建偉. 振動與沖擊. 2011(11)
碩士論文
[1]橡膠顆�！盎旌衔锏母粽鹦阅苎芯縖D]. 歲小溪.湖南大學 2009
本文編號：3275102
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