地震动作用下刚体扭转效应的振动台模拟试验

赵世伟 罗奇峰 潘康 翟永梅 卢文胜 赵斌 曹文清

赵世伟,罗奇峰,潘康,翟永梅,卢文胜,赵斌,曹文清. 2022. 地震动作用下刚体扭转效应的振动台模拟试验. 地震学报,44(5):903−910 doi: 10.11939/jass.20220092
引用本文: 赵世伟,罗奇峰,潘康,翟永梅,卢文胜,赵斌,曹文清. 2022. 地震动作用下刚体扭转效应的振动台模拟试验. 地震学报,44(5):903−910 doi: 10.11939/jass.20220092
Zhao S W,Luo Q F,Pan K,Zhai Y M,Lu W S,Zhao B,Cao W Q. 2022. A shake table test for the rotation response of rigid bodies under seismic excitation. Acta Seismologica Sinica,44(5):903−910 doi: 10.11939/jass.20220092
Citation: Zhao S W,Luo Q F,Pan K,Zhai Y M,Lu W S,Zhao B,Cao W Q. 2022. A shake table test for the rotation response of rigid bodies under seismic excitation. Acta Seismologica Sinica44(5):903−910 doi: 10.11939/jass.20220092

地震动作用下刚体扭转效应的振动台模拟试验

doi: 10.11939/jass.20220092
基金项目: 国家自然科学基金(51078273)资助
详细信息
    作者简介:

    赵世伟,博士,讲师,主要从事结构抗震研究,e-mail:zhaosw11@sina.com

    通讯作者:

    罗奇峰,博士,研究员,主要从事结构抗震研究,e-mail:luo@tongji.edu.cn

  • 中图分类号: P315.8

A shake table test for the rotation response of rigid bodies under seismic excitation

  • 摘要: 2008年汶川地震中江油市太白公园曲径桥上的石雕发生转动破坏现象,本文对这一转动现象进行了振动台模拟试验。模拟试验结果表明:① 在振动台三向加载1.5倍的汶川地震江油台记录的平动加速度后,模型的转动情况与实际观测的石雕转动情况比较一致;② 石雕的转动与石雕的非对称性、地震动输入角度和地震动的竖向作用有关;③ 加载竖向地震动作用后,石雕模型会发生摇摆现象,说明竖向地震动是造成模型扭转现象的重要原因,这也说明在分析相似震害现象时竖向地震动作用不可忽视。

     

  • 图  1  江油市太白公园曲径桥和桥上石雕在汶川地震中的转动破坏现象(Yang et al,2010

    Figure  1.  Rotation damage phenomena of stone carvings on the labyrinth bridge in Taibai Park of Jiangyou City in Wenchuan earthquake (Yang et al,2010

    图  2  四类模型示意图

    Figure  2.  Sketch maps of four type models

    图  3  典型模型设计图(单位:mm)

    Figure  3.  Classic model structural map (Unit:mm)

    图  4  模型在振动台上的布置和编号(a)及测量仪器的位置(b)

    Figure  4.  Layout and number of models on the shake table (a) and the location of measuring instrument (b)

    图  5  江油地震台东西方向(a)、南北方向(b)和竖向方向(c)的加速度记录

    Figure  5.  Acceleration time histories of EW (a),NS (b) and UD (c) directions for Jiangyou seismic station

    图  6  模型7在工况12下x方向的加速度(a)和位移(b)时程曲线

    Figure  6.  Acceleration (a) and displacement (b) time histories of model 7 in x direction under working condition 12

    图  7  试验后各模型的位移及旋转角度示意图

    Figure  7.  Displacements and rotational angles of each model after test

    图  8  试验后模型在振动台上的损伤状态

    Figure  8.  The damage state of models 4,6,7 and 8 on the shake table

    图  9  模型4,6,7和8的转角时程

    Figure  9.  Rotation time history of models 4,6,7 and 8

    图  10  模型2在三向地震动加载作用下的运动片段

    Figure  10.  The move segments of model 2 under three-direction seismic excitation

    表  1  振动台试验加载工况

    Table  1.   Loading working conditions of shake table test

    工况序号输入地震波输入地震动峰值/g工况序号输入地震波输入地震动峰值/g
    x方向y方向x方向y方向z方向
    1 El-Centro波 0.03 0.03 7 El-Centro波 0.1 0.1 0.1
    2 0.05 0.05 8 江油台地震波 0.027 0.031 0.011
    3 江油台地震波 0.013 0.016 9 0.036 0.042 0.014
    4 0.023 0.026 10 0.045 0.052 0.017
    5 0.036 0.042 11 0.054 0.063 0.021
    6 0.045 0.052 12 0.068 0.079 0.026
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    表  2  各个模型的位移和转角

    Table  2.   Displacement and rotational angle of each model

    模型编号x向位移/mmy向位移/mm模型绕中心的转角/°
    168018
    233280
    4282721
    661421
    7192131
    834715
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  • 何超,罗奇峰,洪钟. 2011. 关于地震动转动分量的研究[J]. 地震研究,34(1):81–87. doi: 10.3969/j.issn.1000-0666.2011.01.013
    He C,Luo Q F,Hong Z. 2011. Brief discussion on the study of the seismic rotational components[J]. Journal of Seismological Research,34(1):81–87 (in Chinese).
    罗奇峰,胡聿贤. 1997. 1976年唐山地震近、远场加速度的半经验合成[J]. 地震学报,19(3):275–282.
    Luo Q F,Hu Y X. 1997. Semi-empirical synthesis of near-field and far-field accelerations of the 1976 Tangshan earthquake[J]. Acta Seismologica Sinica,19(3):275–282 (in Chinese).
    潘康,罗奇峰. 2012. 地震动扭转分量对非对称结构的影响[J]. 国际地震动态,(6):159.
    Pan K,Luo Q F. 2012. Effects of asymmetric structure under the seismic torsional component[J]. Recent Developments in World Seismology,(6):159 (in Chinese).
    Hu Y X. 2002. Earthquake engineering in China[J]. Earthquake Engineering and Engineering Vibration,1(1):1–9. doi: 10.1007/s11803-002-0001-5
    Kozák J T. 2009. Tutorial on earthquake rotational effects:Historical examples[J]. Bull Seismol Soc Am,99(2B):998–1010. doi: 10.1785/0120080308
    Tobita T,Sawada S. 2006. Rotation response of a rigid body under seismic excitation[J]. J Eng Mech,132(4):375–384. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9399(2006)132:4(375)
    Yang F,Luo Q F,Che W. 2010. Torsional phenomena in 2008 great Wenchuan earthquake[J]. Earthquake Science,23(1):79–85. doi: 10.1007/s11589-009-0077-3
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-07
  • 修回日期:  2022-08-18
  • 网络出版日期:  2022-09-01
  • 刊出日期:  2022-09-15

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