广州珠江新城西塔振动台试验模型设计研究.pdf

广州珠江新城西塔振动台试验模型设计研究田春雨1王翠坤1肖从真1徐自国1刘付钧2 (1中国建筑科学研究院,北京l00013:2广州城建开发设计院有限公司,广州,510620) 提要广州珠江新城西塔工程为超高层建筑结构。为了使得振动台试验获得良好效果,在该工程结构振动台试验的模型设计阶段进行了模型结构简化、相似比设计、模型结构构件设计、模型节点构造设计及模型构件和节点试验等研究。通过细致的设计研究工作,使得模型结构与原型结构的刚度与承载力均符合相似比关系,保证了振动台试验结果的准确性, 并为类似工程的振动台试验工作提供了良好的基础和借鉴意义。关键词超高层结构,振动台试验,相似比,构件及节点试验 1工程概况广州珠江新城西塔工程是广州的新地标工程。建筑物地下4层,地上103层,结构总高度432米。工程建设场地抗震设防烈度为7度,场地类别为Ⅱ类,。在结构设计中,主塔楼平面近似为正三角形,由6段曲率不同的圆弧连成,周长约200米。结构抗侧力体系采用由巨型斜交网格外筒+钢筋混凝土内筒构成的筒中筒结构体系,其中斜网格外筒采用钢管混凝土柱。由于建筑功能需要,结构在70~73层设置转换桁架。由于结构复杂,在结构设计中对结构采取了加强措施,如采用在剪力墙中设置劲性钢架加强结构第3层的转换,以及在剪力墙转角暗柱内增设钢管等措施。根据工程需要,进行了结构模型模拟地震振动台试验研究,检验结构抗震性能,发现结构可能的薄弱部位,进而提出可能的改进措施,为结构设计提供参考依据。由于结构的复杂性,为保证试验模型能够代表原型结构的性能,在模型设计及加工阶段做了大量研究工作。 2模型结构设计振动台试验作为目前研究复杂结构性能的一个重要手段,在高层建筑研究中得到了广泛应用。良好的模型设计,能够使得模型试验更为准确地反映实际结构的受力与变形性态。 、我单位振动台设备能力以及模型加工便易性等因素,模型设计相似比关系见下表1。由上表可见,由于要满足重力的相似条件,,试验中通过增加配重的方式加以解决。最终模型总重(不含底板自重)约43吨。 ,若完全依照相似比设计进行模型加工制作难度很大,因此必须对结构进行一定简化;而且从本次试验的研究重点出发,为突出主要矛盾,在模型设计时采取必要、合理的简化也是必田春雨,男,。 广州西塔模型试验设计相似比关系口物理量量纲相似比(原型:模型) 应力【o】应变【e】材料特性弹性模量吲泊松比【r】密度[p】 FT2P 质量【m] 7500:1 线尺寸M L 几何尺寸面积[A】 L2 2500:l 体积m L3 125000:l 频率[∞】 r1 时间[t】 T 线位移[6】 L 动力尺寸速度【v】 Url 加速度[a】 u广2 重力加速度【g】集中力【P】 F 7500:1 荷载压力Ⅻ弯矩[M】 FL 375000:1 ,若完全依照相似比设计进行模型加工制作难度很大,因此必须对结构进行一定简化;而且从本次试验的研究重点出发,为突出主要矛盾,在模型设计时采取必要、合理的简化也是必要的。在模型设计中,主要对原型结构进行了