抗震试验方法的分类
拟静力试验(pseudo-static test):用一定的荷载控制或变形控制对试体进行低周反复加载,使试体从弹性阶段直至破坏的一种试验。
拟动力试验(pseudo-dynamic test):试体在静力试验台上实时模拟地震动力反应的试验。
模拟地震振动台动力试验(pseudo-earthquake shaking table test):通过振动台台面对试体输入地面运动,模拟地震对试体作用全过程的抗震试验。
原型结构动力试验(prototype structure dynamic test):利用外部动力直接作用于实际结构的振动特性试验。
国外部分特色模拟地震振动台简介
日本防灾科学技术研究所——兵库抗震工程研究中心
从2002年起,日本开始实施“新世纪重点研究项目”,也叫“研究革命2002项目(RR2002)”。这个项目在防灾领域设立了一个“减轻大城市大震灾损失特别计划”,简称“大大特”。“大大特”计划中的一个重点内容,就是“充分利用振动台显著提高房屋抗震性能的研究”。根据上述计划,日本防灾科学技术研究所(NIED)在兵库县成立了“兵库抗震工程研究中心”,并于2005年1月15日在兵库县三木市志染町三津田建成了目前世界最大的振动台E-Defense(20m×15m)。
E-Defense振动台全称是“足尺三维振动破坏实验设施”。“足尺”是指试验时采用房屋实物,这样试验结果更加准确。“三维”是指振动台能从三个方向模拟地震振动,使试验更加符合实际情况。E是英文Earth的缩写。E-Defense振动台由实验楼、控制楼、油压设备、实验准备楼和三维振动台等设施组成。振动台面积300m2(20m×15m),最大模型质量可达1200t,能从三个方向加振,水平最大位移±1000mm,垂直最大位移±500mm,水平最大速度±2000mm/s,垂直最大速度±700mm/s,水平满载加速度0.9g,垂直满载加速度1.5g。
从2005年下半年起,E-Defense振动台进行了一系列振动破坏试验,如2005年7月的五层钢结构振动试验;2005年11月的传统木造房屋、新木造房屋振动破坏试验;2006年1月的六层钢筋混凝土住宅楼振动破坏试验。这些试验,对怎样提高目前民房的抗震性能、怎样改造、加固已有的传统民房、如何修改抗震加固办法条例等显露出了重要的意义。特别是在2005年11月日本揭露出伪造房屋抗震性能计算书的丑闻后,这些试验更加引人注目。
美国University of California,Berkeley
美国University of California,Berkeley的Pacific Earthquake Engineering Research Center(PEER)的三向六自由度模拟地震振动台(6.1m×6.1m,即20ft×20ft;最大模型质量:45.35t,即100,000 lbs),是世界第一座三向六自由度模拟地震振动台,也曾长期是美国最大的模拟地震振动台。
美国University of California,San Diego
美国University of California,San Diego的单自由度(可升级到六自由度)模拟地震振动台(7.6m×12.2m;最大模型质量:400t),是世界第一座室外模拟地震振动台,也是日本以外最大的模拟地震振动台。
美国State University of New York,Buffalo
美国State University of New York,Buffalo的Structural Engineering and Earthquake Simulation Laboratory(SEESL)的两座(每座7m×7m;单台最大模型质量:50t)可移动的三向六自由度振动台,两座振动台的中心距离最远可以达到100ft(30.5m),可以进行不同跨度结构的试验,同时考虑地面的不均匀运动。
美国University of Nevada,Reno
美国University of Nevada,Reno的三座(每座4.3m×4.5m;单台最大模型质量:45.35t)相同的两向模拟地震振动台。每座都可以独立于其它两座进行操作,同相运动可以形成一个单一的大振动台进行大型结构的试验,也可以异相运动研究地震动空间变化的影响。