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老公房”增设电梯、成套改造与抗震加固一体化振动台实验


由于历史原因,存在大量的多层结构“老公房”,住宅标准较低,抗震性较差。随着社会经济的不断发展,迫切需要对这些旧的多层结构房屋进行抗震加固,处于核心地段的房屋还应适应适当的加层改造。这也是一项关系国计民生的重要任务。而且近年来,随着城市老龄化进程的加快,既有多层住宅安装生活电梯成为一种现实的民生需求。在此背景下对多层“老公房”进行一体化设计改造,即在抗震加固的同时又满足了房屋增设电梯与加层的需求。

一、实验目的:

为了验证一体化改造设计理念的可行性进行整体模型的振动台对比试验。试验选取上世纪80年代左右建成的典型砌体结构老公房住宅楼中的一个单元,按照几何缩放比例1比4建造3个整体模型(模型A、模型B和模型C)。其中模型A为原模型,用于对比分析;模型B和C将增设电梯与抗震加固、加层一体化设计。通过对比原模型与一体化改造后的模型在遭受不同水准地震工况下的结构位移、加速度相应、破坏情况以及动力特性,从而深入、直观的了解采用一体化改造设计后结构的抗震性能。

按照真实楼房缩尺比例1:4建造的整体模型,模型高5米,宽4米,如下图所示。

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点击图片查看内容图片
XJTUDA三维光学动态变形测量系统

二、现场布置:
在每层顶部的钢结构层布置位移传感器,测量模型在震动条件下模型
的位移变形,在模型外侧,布置XTDA三维动态变形测量系统测量模型的位移变形,并与位移传感器的结果进行比对。另外现场还布置了加速度传感器,应变片和声发射传感器。


 

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三、实验过程:
分别取三条地震记录作为振动台台面激励:EL Centro(NS)地震波,Taft
地震波,人工地震波SHW2。依次对模型进行单向震动,激振水
平分别是7度小震,7度中震,7度大震,7.5度大震,8度大震,5.5度大震,9度大震。
实验台震动频率为1~40Hz。XTDA采集频率为100-400Hz,满足实验条件和数据的准确性,位移传感器的采集频率为200Hz。


四、实验结果:
 

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C11工况 Taft波整体XTDA与传感器结果对比图
 

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C11工况 Taft波XTDA与传感器结果对比局部放大图
 

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软件界面图和实验数据

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EL Centro波其中一个状态的计算结果(三维动态变形测量数据)

五、实验分析:
1. XTDA准备时间比较传感器要方便很多,实验当天早上组装调试设备即可,不需要传感器一周以上的准备时间,也不需要太多的人力。
2. XTDA实验数据处理速度较快,第一天实验结束,第二天数据即可获得,要比传感器数据处理快2-3天。
3. XTDA实验数据的准确性更高,根据实验负责老师的推算和经验,XTDA的数据更可靠。
4. XTDA实验耗材少,测量标记点单个成本很低,试验结束后也可不许要清理,而传感器的价格很贵,试验后还得费人力进行拆卸和保养。




 

 
Web www.xjtudic.com
 

西安交通大学 机械工程学院 模具与先进成形技术研究所 信息机电研究所
电子邮件: xjtops@163.com  网站: www.xjtudic.com  www.xjtops.com  www.3dthink.cn

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