沈陽(yáng)地鐵車輛段上蓋雙子樓隔震性能的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究

李綠宇, 國(guó) 巍, 蔣麗忠, 王春麗, 郭 偉, 焦晨貝

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410075；2.高速鐵路建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410075；3.鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 天律 300142)

沈陽(yáng)地鐵車輛段上蓋雙子樓隔震性能的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究

李綠宇1,2, 國(guó) 巍1,2, 蔣麗忠1,2, 王春麗3, 郭 偉3, 焦晨貝1,2

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410075；2.高速鐵路建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410075；3.鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 天律 300142)

模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)是研究地震作用下結(jié)構(gòu)性能的重要試驗(yàn)手段，相比擬靜力、擬動(dòng)力試驗(yàn)各具優(yōu)勢(shì)和特色。為了驗(yàn)證沈陽(yáng)地鐵車輛段上蓋雙子樓結(jié)構(gòu)的隔震性能，根據(jù)相似理論設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型，開(kāi)展了模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究。試驗(yàn)表明：小比例振動(dòng)臺(tái)模型存在尺寸效應(yīng)，但宏觀破壞現(xiàn)象足可反映結(jié)構(gòu)薄弱部位和破壞機(jī)制；結(jié)構(gòu)模型在雙向地震作用下主要以雙子樓平動(dòng)為主，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)不明顯；隨著隔震上部結(jié)構(gòu)損傷積累，在7.5度地震作用下模型結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著損壞，隔震支座發(fā)生不可恢復(fù)變形，頂部機(jī)頂房柱端開(kāi)裂；試驗(yàn)驗(yàn)證了隔震后的建筑可滿足規(guī)范設(shè)防要求。

地鐵上蓋雙子樓；隔震性能；振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)；縮尺模型

隔震技術(shù)的應(yīng)用研究在土木工程領(lǐng)域中占有重要的地位，在國(guó)內(nèi)外有很多成功的應(yīng)用實(shí)例[1-2]。不少學(xué)者通過(guò)計(jì)算機(jī)分析和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)高層建筑隔震的效果進(jìn)行了探討。DERHAM等[3]基于層間隔震體系的減震機(jī)理和減震性能，對(duì)于隔震支座的基本力學(xué)原理和設(shè)計(jì)方法及其穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。VILLAVERDE[4-5]研究了對(duì)一個(gè)15層的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行層間隔震的可行性。結(jié)果表明，選取合適的橡膠隔震支座參數(shù)，采用合理設(shè)計(jì)的隔震結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)同傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比大幅下降，結(jié)構(gòu)在經(jīng)過(guò)地震作用后仍在彈性范圍內(nèi)，減震效果明顯。同時(shí)，隨著層間隔震技術(shù)的日漸成熟和工程應(yīng)用的廣泛推廣，目前世界各國(guó)(如美國(guó)、日本、新西蘭等)相繼制訂了隔震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范[6]，并不斷更新修訂和深入研究。蘇鍵等[7]采用彈塑性時(shí)程分析法研究了高層隔震建筑的性能，曲哲等[8]從周期延長(zhǎng)原理和隔震層濾波原理兩個(gè)方面分析了高層建筑物隔震的原理。層間隔震技術(shù)是繼高層建筑基礎(chǔ)隔震之后的另一個(gè)研究熱點(diǎn)。周福霖等[9]對(duì)層間隔震體系隨隔震層位置變化時(shí)其相應(yīng)的減震工作機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究，徐忠根等[10-11]分別對(duì)屋頂隔震或加層減震的設(shè)計(jì)方法和減震效果進(jìn)行了理論分析和數(shù)值優(yōu)化。

由于結(jié)構(gòu)隔震研究對(duì)設(shè)備技術(shù)條件的要求，國(guó)內(nèi)外對(duì)整體隔震結(jié)構(gòu)體系的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究尚少。徐忠根等[12]對(duì)于北京地鐵復(fù)八線上蓋北京通惠家園住宅小區(qū)開(kāi)發(fā)層間隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，采用隔震技術(shù)后，上部結(jié)構(gòu)的基底剪力和結(jié)構(gòu)的最大層間位移角明顯減小。丁永君等[13]對(duì)于天津市某地鐵停車列檢庫(kù)上蓋開(kāi)發(fā)的高層住宅結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，上部結(jié)構(gòu)隔震效果明顯，降低設(shè)防烈度半度進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是下部結(jié)構(gòu)的減震效果不明顯。鄭國(guó)琛等[14]對(duì)一加層減震模型結(jié)構(gòu)對(duì)隔震層進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)果表明，層間隔震裝置有明顯減震效果，可有效降低層間位移。層間隔震在國(guó)內(nèi)外眾多工程實(shí)例中已經(jīng)得到了應(yīng)用，并取得了良好的抗震效果，對(duì)于設(shè)計(jì)地鐵上蓋建筑層間隔震具有重要的指導(dǎo)意義。本文通過(guò)地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，分析了地鐵上蓋雙子樓結(jié)構(gòu)的隔震性能，研究了結(jié)構(gòu)的破壞形式、動(dòng)力特性、在不同地震水平作用下的地震響應(yīng)，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)層間隔震體系在控制地震反應(yīng)下的有效性。

1 試驗(yàn)概況

層間隔震是繼基礎(chǔ)隔震研究后的另一個(gè)研究熱點(diǎn)，理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，采用層間隔震能有效減小上部結(jié)構(gòu)的地震作用，隔震層具有對(duì)上部隔震、下部消能的雙重減震效應(yīng)。層間隔震試驗(yàn)原型為遼寧沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線一期工程公租房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包含1#～10#高層住宅和車輛段上部架空層結(jié)構(gòu)。高層住宅1#、2#樓地上9層，3#～10#樓地上10層。在標(biāo)高13.0 m處通過(guò)轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換梁下設(shè)有隔震支座。按7度 (0.10g) 進(jìn)行設(shè)計(jì)，場(chǎng)地類別 為III類，場(chǎng)地特征周期為0.35 s，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，地震分組為第一組。本試驗(yàn)取地鐵軌道段至9.3 m標(biāo)高處、車輛段上部架空層(隔震支座轉(zhuǎn)換梁層)，以及1#和3#樓公租房整體結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)進(jìn)行模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。

在滿足工藝要求的前提下研究隔震設(shè)計(jì)的有益效果，除了采取有效的計(jì)算分析設(shè)計(jì)手段和構(gòu)造措施外，還可對(duì)該整體隔震結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)[15-18]，從試驗(yàn)角度研究以各種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)的地鐵車輛段上蓋建筑，在一定地震水平作用下能達(dá)到的極限設(shè)計(jì)高度，并能夠根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)理論和數(shù)值分析進(jìn)行修正并提出建議。

圖1 結(jié)構(gòu)模型實(shí)體全景圖Fig.1 Panoramic view of the structure model in entity

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與模型制作

選用微粒混凝土模擬原型結(jié)構(gòu)的混凝土，鍍鋅鐵絲來(lái)模擬框架中的鋼筋，并對(duì)鍍鋅鐵絲和施工過(guò)程中同步制作的混凝土試塊進(jìn)行材性試驗(yàn)，最終確定材料實(shí)測(cè)彈性模量相似比為0.584。

根據(jù)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)室振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)條件及原型結(jié)構(gòu)規(guī)模、抗震設(shè)防烈度等，依據(jù)相似關(guān)系理論，確定模型長(zhǎng)度相似系數(shù)為Sl=1/20，加速度相似系數(shù)為Sa=3.26，并根據(jù)似量綱分析法確定本試驗(yàn)最終相似關(guān)系見(jiàn)表1所示。

表1 結(jié)構(gòu)模型相似關(guān)系表Tab.1 Structural model’s similar relationships

按照附加質(zhì)量分布比例布置配重。經(jīng)計(jì)算，模型總質(zhì)量為21.48 t，其中模型和附加質(zhì)量12.48 t，底座質(zhì)量9.0 t。模型吊裝就位并布置配重后的全景見(jiàn)圖2。

圖2 結(jié)構(gòu)模型就位后全景圖Fig.2 Panoramic view of the model in position

振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎玫母粽饓|性能參數(shù)是根據(jù)相似理論由原型結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算得到的。本文選取工程原型結(jié)構(gòu)隔震層設(shè)計(jì)采用疊層橡膠支座，每棟公租房下部隔震層各包括3個(gè)直徑為1 000 mm的天然橡膠支座(LNR)、3個(gè)直徑為1 000 mm和9個(gè)直徑為800 mm的鉛芯橡膠支座(LRB)。各類型隔震支座性能參數(shù)見(jiàn)表2?；谙嗨评碚?，參考原型結(jié)構(gòu)隔震層設(shè)計(jì)方案，試驗(yàn)?zāi)Ｐ透粽饘釉O(shè)計(jì)采用低硬度的天然橡膠隔震支座和鉛芯橡膠隔震支座，并與原型布置方式相同。本試驗(yàn)?zāi)Ｐ推鋷缀纬叽缁緟?shù)見(jiàn)表3，力學(xué)特性參數(shù)見(jiàn)表4。

表2 原型結(jié)構(gòu)隔震支座性能參數(shù)Tab.2 Actual structure isolation bearing’sperformance parameter

表3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ透粽鹬ё鶐缀纬叽鏣ab.3 Test model isolation bearing’s measurements

表4 試驗(yàn)?zāi)Ｐ透粽鹬ёW(xué)特性參數(shù)Tab.4 Test model isolation bearing’s mechanical property

2.2 試驗(yàn)方案

該試驗(yàn)在中南大學(xué)土木工程高速鐵路建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)室的4 m×4 m大型高性能三向六自由度振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行。因?yàn)樵擁?xiàng)目7度抗震設(shè)防及場(chǎng)地要求，根據(jù)文獻(xiàn)[18]中5.1.2規(guī)定，選用EL Centro、Pasadena和Chi Chi三條地震波作為臺(tái)面激勵(lì)輸入。分別按7度多遇、7度基本、7度罕遇和7.5度罕遇的順序依次單雙向輸入地震激勵(lì)。

根據(jù)沈陽(yáng)地鐵-麗水新城地鐵車輛段上蓋物業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)典型樓層和關(guān)鍵部位，如轉(zhuǎn)換層上下梁柱、隔震支座上下部、樓層頂部等位置布置相應(yīng)的加速度、位移、應(yīng)變傳感器(見(jiàn)圖3、圖4)，試驗(yàn)過(guò)程中IMC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自動(dòng)采集模型結(jié)構(gòu)在輸入不同臺(tái)面激勵(lì)下的加速度、位移和應(yīng)變等數(shù)據(jù)。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 試驗(yàn)現(xiàn)象

在7度多遇和7度基本地震作用下，結(jié)構(gòu)隔震層下部動(dòng)力響應(yīng)不明顯，無(wú)明顯振動(dòng)變形。7度罕遇地震試驗(yàn)階段，1#及3#樓整體振動(dòng)形式相同，以隔震層上部結(jié)構(gòu)整體平動(dòng)為主，隔震支座上下部有明顯相對(duì)變形，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不明顯。7.5度罕遇地震作用下，隔震支座變形明顯，支座水平向出現(xiàn)偏移變形積累，支座發(fā)生剪切破壞(見(jiàn)圖4、圖5)，機(jī)頂房柱裂縫發(fā)展(見(jiàn)圖6)。

圖3 測(cè)點(diǎn)布置圖Fig.3 Arrangement of measuring points

圖4 隔震支座剪切破壞Fig.4 Shear failure of isolation bearing

圖5 隔震支座相對(duì)變形Fig.5 Deformation of the isolation bearing

圖6 機(jī)頂房柱裂縫發(fā)展形式

圖6中1～8工況分別為7度多遇、7度基本、7度罕遇，及7.5度罕遇X向、XY雙向(X向?yàn)橹?工況。由圖可知，隔震支座相對(duì)剪切位移增長(zhǎng)速率逐漸加大，直至趨于峰值點(diǎn)，隔震支座發(fā)生剪切破壞。

3.2 模型結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)

該模型在經(jīng)歷從小震到大震地震作用過(guò)程中，模型的自振特性發(fā)生了相應(yīng)的變化。在每個(gè)不同地震水準(zhǔn)作用后對(duì)模型進(jìn)行X向及Y向白噪聲激勵(lì)，可得到各級(jí)地震動(dòng)后模型的自振特性見(jiàn)表5和表6。

表5 白噪聲激勵(lì)下模型X向自振特性Tab.5 The model’s natural vibration in X direction underthe motivation of white noise

表6 白噪聲激勵(lì)下模型Y向自振特性Tab.6 The model’s natural vibration in Y direction underthe motivation of white noise

3.3 模型結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)

7度多遇、基本、罕遇水準(zhǔn)地震作用下，模型1#和3#樓X向各層加速度反應(yīng)最大值沿樓層的變化曲線見(jiàn)圖7。其中-1層為模型底座，0層為地下地鐵車輛段頂，1層為上部公租房結(jié)構(gòu)1層，即隔震支座上部結(jié)構(gòu)層。由圖7可知，在結(jié)構(gòu)模型輸入地震波后，地下車輛段頂有加速度放大效應(yīng)，近似放大1.5倍～2倍，經(jīng)過(guò)隔震支座層阻尼耗能作用，1層及以上樓層加速度有明顯減小，說(shuō)明結(jié)構(gòu)隔震支座起到了明顯的減隔震效果。雖然隔震，但由于鞭梢效應(yīng)的影響，1#及3#樓頂層加速度有所放大，機(jī)頂房層加速度放大效應(yīng)最為明顯，以致機(jī)頂房層的外柱上端混凝土由于反復(fù)拉壓出現(xiàn)了受拉裂縫。

(a) 7度多遇地震作用

(b) 7度基本地震作用

(c) 7度罕遇地震作用

4 原型結(jié)構(gòu)抗震性能

4.1 原型結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性

根據(jù)相似關(guān)系推算出原型結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震作用下的自振頻率和振動(dòng)形態(tài)，如表7和表8所示。結(jié)構(gòu)地震前的前三階振型分別為隔震支座上部公租房結(jié)構(gòu)整體X向平動(dòng)、Y向平動(dòng)和扭轉(zhuǎn)，前三階頻率分別為0.314 Hz、0.318 Hz和0.797 Hz，相應(yīng)的周期分別為3.214 s、3.14 s和1.248 s。

表7 白噪聲激勵(lì)下原型X向自振特性Tab.7 The prototype’s natural vibration in X directionunder the motivation of white noise

表8 白噪聲激勵(lì)下原型Y向自振特性Tab.8 The prototype’s natural vibration in Y directionunder the motivation of white noise

4.2 原型結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)

在不同水準(zhǔn)地震作用下，原型結(jié)構(gòu)各層在X、Y方向的最大加速度反應(yīng)和動(dòng)力放大系數(shù)如表9所示。由表9可知，在7度多遇及基本地震水準(zhǔn)作用下，由于隔震層和鞭梢效應(yīng)的作用，隔震支座上部結(jié)構(gòu)1層及9、10層加速度較下部結(jié)構(gòu)有所放大，中間層加速度有所減小，隔震效果明顯；在7度罕遇水準(zhǔn)地震作用下，隔震支座進(jìn)入彈塑性耗能曲線段，隔震效果較彈性階段更為顯著；在7.5度罕遇水準(zhǔn)地震作用下，加速度放大系數(shù)繼續(xù)增大，這是由于隔震支座不可恢復(fù)剪切變形積累，導(dǎo)致支座發(fā)生剪切破壞，耗能能力下降引起隔震效果削弱。

表9 原型結(jié)構(gòu)最大加速度反應(yīng)及加速度放大系數(shù)Tab.9 The prototype’s maximum acceleration response andamplification coefficient on acceleration

4.3 原型結(jié)構(gòu)有限元分析

利用SAP2000建立原型結(jié)構(gòu)的有限元模型并進(jìn)行模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)總體的豎向振動(dòng)并不明顯，且受高階頻率影響較大?？紤]到振動(dòng)臺(tái)尺寸和模型的復(fù)雜程度，選用與荷載相關(guān)的改進(jìn)Ritz特征向量法計(jì)算結(jié)構(gòu)模態(tài)，模態(tài)分析振型見(jiàn)圖8，結(jié)構(gòu)原型前三階計(jì)算周期分別為3.670 75 s、3.652 s、1.446 s，與試驗(yàn)推算原型值分別相差14.2%、16.3%、15.8%，說(shuō)明試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)符合相似原理，模型設(shè)計(jì)與制作比較成功，前八階振型周期見(jiàn)表10。

(a)第一階振型 (b)第二階振型

(c)第三階振型 (d)第四階振型

(e)第五階振型 (f)第六階振型

振型階次周期/s振型階次周期/s一3.671五1.356二3.652六1.287三1.446七0.875四1.437八0.812

4.4 設(shè)防地震下隔震性能

本文通過(guò)SAP2000建立有限元分析模型，對(duì)在設(shè)防烈度7度(0.10g)下，結(jié)構(gòu)整體不隔震下的地震響應(yīng)與層間隔震體系進(jìn)行了對(duì)比分析。圖9表示在隔震和非隔震結(jié)構(gòu)形式下的水平層間剪力沿樓層分布對(duì)比圖。圖10表示上部結(jié)構(gòu)1#和3#公租房水平減震系數(shù)隨樓層的變化趨勢(shì)。由圖9可知，整體隔震下的隔震層上部結(jié)構(gòu)層間剪力遠(yuǎn)小于整體不隔震結(jié)構(gòu)，隔震體系對(duì)上部結(jié)構(gòu)層間剪力削弱明顯；整體不隔震結(jié)構(gòu)的1#和3#公租房層間剪力較小值出現(xiàn)在3～5層，最大值位于下部結(jié)構(gòu)，說(shuō)明層間剪力受樓層質(zhì)量分布影響較大；整體隔震的隔震層上部結(jié)構(gòu)層間剪力比較接近，且大致呈線性分布減小，說(shuō)明上部結(jié)構(gòu)層間相對(duì)變形較小，基本呈整體平移振動(dòng)，隔震效果良好。由圖10可知，隔震層上部結(jié)構(gòu)3#和1#樓在相同地震波作用下，層水平層間剪力峰值幾乎相同，隔震后的水平地震影響系數(shù)最大值αmax 1=βαmax/ψ,其中αmax為非隔震的水平地震影響系數(shù)最大值，ψ為調(diào)整系數(shù)，取 0.8，β為水平減震系數(shù)，其值為彈性計(jì)算所得的隔震結(jié)構(gòu)與非隔震結(jié)構(gòu)各層的層間剪力比的最大值。1#樓和3#樓相應(yīng)的最大水平減震系數(shù)分別為βmax 1=0.19、βmax 3=0.20，上部結(jié)構(gòu)水平減震系數(shù)均小于0.4，根據(jù)αmax 1=βαmax/ψ計(jì)算得到隔震后水平地震影響系數(shù)最大值αmax1分別為0.019和0.020，大幅小于文獻(xiàn)[18]中7度(0.10g)時(shí)的0.08，甚至比6度( 0.10g) 時(shí)的0.04還小。上部結(jié)構(gòu)隔震效果良好，所以可以明顯降低對(duì)隔震后的上部結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施，設(shè)防烈度至少可降低1度，按照6度( 0.10g)進(jìn)行設(shè)計(jì)和采取相應(yīng)抗震措施。

圖9 層間剪力樓層分布圖Fig.9 Story shear force floor distribution

圖10 水平減震系數(shù)隨樓層的變化Fig.10 Horizontal seismic decrease coefficientchange with floor

5 結(jié) 論

通過(guò)模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，分析了結(jié)構(gòu)模型的破壞形式、動(dòng)力特性、加速度反應(yīng)，并根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象及測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出以下結(jié)論：

(1)結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)表明，隔震支座下部結(jié)構(gòu)剛度較大，隔震支座上部結(jié)構(gòu)加速度峰值及動(dòng)力放大系數(shù)較下部結(jié)構(gòu)有明顯減小，加速度放大系數(shù)最大值出現(xiàn)在公租房結(jié)構(gòu)頂部，有明顯的鞭梢效應(yīng)。

(2)層間減震后上部結(jié)構(gòu)有明顯減震效果，在7度(0.10g)作用下地震影響系數(shù)最大值為0.02，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于7度(0.10g)時(shí)，甚至小于6度(0.10g)時(shí)的0.04，上部結(jié)構(gòu)的水平地震作用和抗震措施均至少可以按降低設(shè)防烈度1度進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，而下部結(jié)構(gòu)水平地震作用降低不明顯，不應(yīng)降低其設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。

(3)結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷了7度小震作用后，結(jié)構(gòu)整體保持彈性狀態(tài)，主要構(gòu)件無(wú)損傷；經(jīng)歷了7度中震作用后，模型一階平動(dòng)頻率均有所下降，結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微損傷，以公租房結(jié)構(gòu)機(jī)頂房柱受拉裂縫為主；7度罕遇及7.5度罕遇地震作用后，機(jī)頂房柱裂縫發(fā)展，損傷加劇；試驗(yàn)結(jié)束后，由于隔震支座變形積累，支座上部結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯整體偏移，但其主框架梁柱未發(fā)生明顯破壞，符合抗震性能指標(biāo)要求。

(4)結(jié)構(gòu)薄弱部位存在于機(jī)頂房框架柱及隔震支座層，在反復(fù)水平地震作用下，機(jī)頂房框架柱受反復(fù)拉壓而開(kāi)裂破壞，隔震支座變形增大并積累，產(chǎn)生剪切破壞，隔震效果減弱但整體框架完好，結(jié)構(gòu)總體可達(dá)到預(yù)設(shè)抗震目標(biāo)。

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Shaking table tests on the isolation performance of two buildings builton the top head of Shenyang metro depot

LI Lüyu1,2, GUO Wei1,2, JIANG Lizhong1,2, WANG Chunli3, GUO Wei3, JIAO Chenbei1,2

(1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China;2. National Engineering Laboratory for High Speed Railway Construction, Changsha 410075, China;3. The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation, Tianjin 300142, China)

A simulated earthquake shaking table test is an important experiment in the study of structural performances under seismic action which has its advantage and characteristic compared with pseudo-static and pseudo dynamic tests. In order to verify the structural isolation performance of Shenyang metro depot top head two buildings, simulated earthquake shaking table tests based on the similarity theory and designed structural model were carried out. The tests show that the shaking table model in reduced scale has size effect, whereas, the model’s macro destruction phenomenon can show the structure’s weak parts and failure mechanism; the structural model mainly behaves as the twin towers vibrating transversely under bi-directional earthquake, while the model’s torsional vibration is not obvious. As the damage of the top structure accumulates, it will break down under 7.5 degrees earthquake, and the isolation bearing demonstrates irrecoverable deformation, meanwhile, the pillar on the top of the roof room is cracked. The tests verifiy that the architecture installed with seismic isolation devices can meet the Specification’s requirements.

metro depot top head two buildings; isolation performance; shaking table test; reduced scale model

鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司科技開(kāi)發(fā)課題：地鐵車輛段上蓋物業(yè)建筑隔震設(shè)計(jì)研究

2015-11-20 修改稿收到日期：2016-02-25

李綠宇 男，碩士生，1990生

國(guó)巍 男，副教授，博士，1982生 E-mail：guowei@csu.edu.cn

TH212；TH213.3

A

10.13465/j.cnki.jvs.2017.06.009