地震模拟振动台选型
考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究
世界地震工程WORLD EARTHQUAKE ENGINEERING Vo1.38No.2Apr.2022第38卷第2期2022年4月文章编号：1007－6069（2022）02－0089－07DOI ：10.19994/ki.WEE.2022.0035考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究徐卫锋1，李彬彬1，2，刘博3，王社良1，李一凡1，贾亮卫1，赵青云1（1.西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2.西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室，陕西西安710055；3.中铁二十局集团有限公司，陕西西安710016）摘要：在核电站中：核电设备通过不同的固定条件与结构相连，地震作用时设备与结构动力相互作用复杂，为分析核电设备多维地震响应并鉴定其抗震性能，进行了考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究。
振动台试验进行了5次运行基准地震和1次安全停堆地震的动力时程激振，以及试验首末2次动力特性测试。
试验结果表明：不同固定条件会影响核电设备多维地震响应的加速度峰值、反应谱特性和动力放大系数，与设备直接固定于振动台相比，将核电设备悬挂固定于剪力墙再与振动台连接的固定条件，改变了设备反应谱特性，且放大了响应的加速度峰值，具有显著的动力放大效应，使核电设备多维地震响应更为强烈。
因此，对此类固定条件的核电设备，在产品设计及安装固定时要充分考虑动力放大效应，以提高设备的抗震韧性。
抗震试验前后，核电设备功能运行正常，结构完整性好，抗震性能满足要求。
关键词：核电设备；振动台试验；多维地震响应；动力放大效应中图分类号：TU317文献标识码：AShaking table test on multidimensional seismic response of nuclear powerequipment considering different fixed conditionsXU Weifeng 1，LI Binbin 1，2，LIU Bo 1，WANG Sheliang 1，LI Yifan 1，JIA Liangwei 1，ZHAO Qingyun 1（1.School of Civil Engineering ，Xi'an University of Architecture and Technology ，Xi'an 710055，China ；2.Key Laboratory of Structural Engineering and Earthquake Resistance ，Xi'an University of Architecture and Technology ，Xi'an 710055，China ；3.China Railway 20th Bureau Group Co.，Ltd.，Xi'an 710016，China ）Abstract ：In nuclear power plant ，nuclear power equipment is connected with structure by different fixed condi⁃tions.The dynamic interaction between equipment and structure is complex under earthquake action.In order to an⁃alyze the multi⁃dimensional seismic response of nuclear power equipment and evaluate its seismic performance ，shaking table test on multi⁃dimensional seismic response of nuclear power equipment considering different fixed conditions is carried out.Shaking table test included the dynamic time history excitation of five operating basis earthquakes and one safe shutdown earthquake ，as well as the dynamic characteristics tests at the beginning and at the end of test.The test results show that different fixed conditions will affect the acceleration peak value ，response spectrum characteristics and dynamic amplification factor of multi⁃dimensional seismic response of nuclear power pared with the equipment directly fixed on the shaking table ，the fixed condition that the nuclear收稿日期：2021－06－08；修订日期：2021－10－08基金项目：陕西省创新能力支撑计划（2020PT-038）；陕西省重点研发计划项目（2022SF-375）；国家自然科学基金（51678480）作者简介：徐卫锋（1969－），男，硕士研究生，主要从事生命线工程防灾减灾等研究.E⁃mail ：*******************.cn通讯作者：李彬彬（1979－），男，博士，高级工程师，主要从事地震模拟振动台控制技术及电气设备抗震性能等研究.E⁃mail ：libinbin@xau⁃90世界地震工程第38卷power equipment is fixed on the shear wall connected with the shaking table changes the response spectrum charac⁃teristics of the equipment，and enlarges the acceleration peak value，which has a significant dynamic amplification effect.It makes the multi⁃dimensional seismic response of nuclear power equipment bigger.Therefore，the dynamic amplification effect should be fully considered in nuclear power equipment with this fixed condition，to improve the seismic resilience of the equipment.Before and after the shaking table test，the nuclear power equipment functions normally，which structure integrity is good，and the seismic performance meets the requirements.Key words：nuclear power equipment；shaking table test；multi⁃dimensional seismic response；dynamic amplifica⁃tion effect引言地震作为一种极具破坏性且难以预测的自然灾害，若对核电站造成破坏并导致放射性物质泄露，后果不堪设想，因此保证核电站重要结构及设备在地震作用下的安全运行，具有特殊的重要性。
地震模拟振动台系统操作说明与实验数据分析详解
地震模拟振动台简介（SVT Introduction）
发展过程 （Development process）
地震模拟振动台的发展始于六十年代末期，是在野外强震
试验不能满足研究需要；
主要有三个方面特征：
1、波形 2、振动方向 3、控制方式
此外，日本最早开展研究，具有世界最大规模的地震台；
中国研制开发地震模拟振动台始于七十年代末期，虽有取 得一定成功，但未形成规模；美欧等国在伺服控制技术具 有领先优势。
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地震模拟试验室构成(Composition of Lab)
地震模拟振动台是一项综合有土建、机械、液压、电子、 计算机技术、控制技术和振动量测技术的系统工程。 要建成地震模拟振动台，必须还要有配套的试验室，包括： 1． 安装地震模拟振动台主体的基础； 2． 放置地震模拟振动台和基础的试验大厅； 3． 试验大厅中配备有安装及运送试件的起重设备； 4． 有控制室，放置地震模拟振动台控制系统； 5． 安装液压源的油源室； 6． 放置量测仪器和进行数据处理室； 7． 强电配电室，主要供液压源用电； 8． 供液压源冷却的水供应系统，包括供水池、冷却塔等。
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目 前正在调试
部分控制自制
三参
工作频率高，
量反 Schenck 正准备升级控
馈
制
三参
部分部件由国
量反 MTS 内红山厂配
馈
套，运行良好
共用油源， 位移 Schenck Schenck作动
器，其余自制
自制
红山
设备开发能力 强，全套国产
MTS 另有2*6m滑台
Seismic testing study
地震模拟振动台及模型试验研究进展
地震模拟振动台及模型试验研究进展1. 本文概述随着城市化进程的加快和建筑工程技术的不断发展，地震灾害对人类社会的威胁日益凸显。
为了提高建筑结构的抗震能力，减少地震灾害造成的人员伤亡和经济损失，地震模拟振动台及模型试验研究成为了工程抗震领域的重要研究方向。
本文旨在综述地震模拟振动台及模型试验的研究进展，分析现有技术的优缺点，探讨未来发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考。
地震模拟振动台作为一种重要的试验设备，可以模拟地震波对建筑物的影响，为研究者提供一种可控、可重复的实验手段。
模型试验则是将实际建筑结构按比例缩小，通过模拟地震作用下的响应，来研究结构的抗震性能。
这两者的结合为抗震研究提供了强有力的技术支持。
本文首先介绍了地震模拟振动台的工作原理和技术特点，然后对近年来国内外在模型试验方面的研究进行了梳理，包括试验方法、试验对象和试验结果等方面的内容。
接着，本文分析了当前研究中存在的问题和挑战，如模型与原型之间的相似性、试验数据的准确性等。
本文探讨了地震模拟振动台及模型试验的未来发展趋势，包括技术革新、数据分析方法的改进以及与其他抗震技术的结合等方面。
2. 地震模拟振动台技术概述定义：地震模拟振动台是一种用于模拟地震作用的实验设备，通过在实验模型上施加特定的振动，来模拟地震时的地面运动。
原理：振动台通过驱动系统产生可控的振动波形，这些波形可以模拟实际的地震波形或特定的地震动参数。
综合模拟环境：结合温度、湿度等环境因素，进行更全面的地震模拟。
3. 地震模拟振动台的发展历程地震模拟振动台的发展可以追溯到20世纪初。
最初，地震模拟振动台主要用于建筑结构的抗震性能研究。
早期的振动台设备简单，只能模拟一维地震波，且模拟的地震波频率范围有限。
这些早期的尝试为后来的研究奠定了基础。
20世纪50年代，随着电子技术和材料科学的发展，地震模拟振动台进入了快速发展阶段。
这一时期的振动台设备开始能够模拟多维地震波，频率范围也得到扩大。
振动台试验(终极版)
良好的工作状态。
试样准备
根据试验要求准备试样 ，确保试样的尺寸、质
量等参数符合标准。
环境设置
确保试验环境满足要求 ，如温度、湿度等。
安全措施
确保试验过程中人员和 设备的安全，如设置防 护装置、警示标识等。
试验过程
参数设置
根据试验要求，设置振动台的 振幅、频率、加速度等参数。
数值模拟技术
通过将振动台试验与数值模拟技术相结合，实现试样的优化设计和性 能预测，缩短产品研发周期。
THANKS
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振动台试验的应用
01
02
Hale Waihona Puke 030405振动台试验广泛应用于 航空航天、汽车、电子 、通讯、建筑等领域， 用于检验产品或结构的 抗振性能、疲劳寿命等 。
在航空航天领域，振动 台试验用于检验飞行器 在起飞、降落和飞行过 程中可能遇到的振动环 境，以确保飞行器的安 全性和可靠性。
在汽车领域，振动台试 验用于检验汽车在行驶 过程中可能遇到的颠簸 、振动等环境，以提高 汽车的安全性和舒适性 。
结果评估
根据数据处理结果，评估试样的性能，如强 度、疲劳寿命等。
结果应用
将试验结果应用于实际工程中，为设计和优 化提供依据。
03
CATALOGUE
振动台试验的参数设置
频率设置
频率范围
扫描速度
根据试验需求，选择合适的振动频率 范围，通常为5-2000Hz。
设定频率变化的快慢，以适应不同试 验需求。
数据记录
在试验过程中，实时记录各项 数据，如时间、振幅、加速度 等。
异常处理
如遇异常情况，应立即停止试 验，检查并排除故障后重新开 始。
高层建筑抗震性能模拟地震振动台试验
一、竞赛目的通过比赛，加强华东地区工科院校土建类专业之间的相互交流，促进学生创新能力和专业技术水平的提高，营造培养卓越工程人才的良好氛围。
本次比赛突出设计理念、结构概念、结构体系创新，采用先进设备实施加载试验，希望能从理论创新引领实际工程发展的角度，加强理论与实际的有机结合，注重对设计构思与实施结果一致性的考察。
二、竞赛题目高层建筑抗震性能模拟地震振动台试验三、竞赛内容1、结构方案概念设计及方案优选；2、结构分析与制作详图设计；3、结构模型制作；4、结构模型模拟地震振动台试验。
四、竞赛细则（一）材料及制作工具1、材料主体材料：有机玻璃板，额定厚度：1mm、2mm，弹性模量2.6⨯103MPa，强度40MPa，比重1.2。
辅助材料：镀锌铁丝，规格22号，直径0.71mm，材质：Q235。
胶接材料：氯仿、502胶（辅助安装质量块用，安装质量块时在实验室现场领取）。
标识材料：红、黄、蓝、黑彩色不干胶纸各一张，规格100⨯40。
【注1】材料由组委会提供，不允许使用任何其他材料。
【注2】材料参数仅供参考，有机玻璃板厚度、镀锌铁丝的直径可能有较大的误差，以实测结果为准。
2、制作工具钩刀、美工刀、电吹风、0#水砂纸、锉刀、直尺、图板、小毛笔、滴管注射器。
（二）模型设计要求1、底座虚线内为模型可使用范围，Φ1=8为柱脚安装孔，Φ2=5为底板安装孔底座平面示意图模型需可靠连接于底座上，然后固定于地震模拟振动台台面上。
底座为有机玻璃板，尺寸250×250×6mm，外围25mm范围不得有任何构件。
底座内部200 200范围8个直径8mm的圆孔，可用于固定构件（上部模型如不能利用这8个孔，可采用其它任一有效方式将上部模型固定于底板上）；外围12个直径5mm的孔用于将底座固定于地震模拟振动台台面上。
底座平面示意见上图，底座上不得另行钻孔。
2、楼层数模型必须至少有4个平面楼层，包含底层但不包括顶面，底座视为模型一层。
模拟地震挤压实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的为了提高我国应急救援队伍应对地震灾害的能力，验证地震挤压实验设备的效果，以及为我国地震救援技术提供参考，我们进行了本次模拟地震挤压实验。
通过模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应，研究挤压实验设备对模拟建筑物的破坏效果，以及人员被困后的救援可行性。
二、实验原理本次实验采用模拟地震挤压实验设备，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。
实验过程中，通过调整设备参数，模拟不同震级、不同类型的地震挤压作用。
实验原理如下：1. 模拟地震：通过地震模拟设备产生地震波，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。
2. 实验装置：实验装置包括模拟建筑物、地震模拟设备、传感器等。
模拟建筑物采用可拆卸的模块化结构，便于实验过程中更换。
3. 数据采集：实验过程中，通过传感器实时采集模拟建筑物的变形、受力、振动等数据，以及人员被困后的生存状态。
4. 分析与评估：根据实验数据，分析模拟建筑物的破坏程度、人员被困情况，评估地震挤压实验设备的效果。
三、实验设备1. 地震模拟设备：采用电液伺服地震模拟系统，可模拟不同震级、不同类型的地震。
2. 模拟建筑物：采用可拆卸的模块化结构，便于实验过程中更换。
3. 传感器：应变片、加速度计、位移传感器等，用于实时采集实验数据。
4. 人员模拟：采用假人模拟被困人员，用于研究挤压实验设备对人员的影响。
四、实验步骤1. 实验准备：搭建实验装置，调试设备参数，确保实验顺利进行。
2. 实验开始：启动地震模拟设备，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。
3. 数据采集：实验过程中，实时采集模拟建筑物的变形、受力、振动等数据，以及人员被困后的生存状态。
4. 实验结束：实验结束后，关闭地震模拟设备，收集实验数据。
五、实验结果与分析1. 模拟建筑物破坏程度：实验结果表明，随着地震震级的增大，模拟建筑物的破坏程度逐渐加剧。
在模拟6级地震时，模拟建筑物大部分结构被破坏，形成较大裂缝。
2. 人员被困情况：实验过程中，人员模拟在地震挤压作用下，身体多处骨折，无法动弹。
分区吊挂式建筑幕墙模拟地震振动台试验方法研究
摘 要 分 区吊挂 式建 筑幕墙 体 系独特 而 复杂 ， 其 抗震 性 能值 得 关 注。在 分析 其 结 构特 点 和 总 结 以往 建 筑幕墙 振 动 台试 验研 究成 果的基 础上 ， 指 出现行 试验 方法 的不足 ， 并从 地震作 用分析 、 试 验单 元选取 、 试 验 支架设计 和抗 震性 能评 价 四个方 面进 行 改进 ， 提 出了基 于主体 结 构和 幕墙 支撑 结 构地 震反 应 的 分 区吊挂 式 建筑幕 墙振 动 台方法 。利 用该方 法进行 某超 高层 建 筑 分 区 吊挂 式玻 璃 幕 墙振 动 台试 验 ， 合 理 地 评价 了该 幕墙 单元 的抗震 性 能 ， 验证 了该 方 法的有 效性和 实用性 。 关键 词 分 区 吊挂 式建 筑幕墙 ， 振 动 台试验 ， 试 验单元 ，试验 支 架 ， 抗震 性 能
ｐｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ａ ｒ ｃ ｈｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｃ ｕ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｗａ ｌ ｌ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｗｅ ａ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ
ｆ ｒ ａ ｍ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｊ ｏ ｒ
结构实验技术_地震模拟振动台试验2
4、输入波形
地震模拟振动台试验的主要目的是检验 结构在遭遇地震时的性能。一般要求振动台 能够模拟地震地面运动，输入的振动波形应 为不规则的地震波。此外，振动台可以用来 对结构施加各种振动激励，输入的波形还包 括正弦波、三角波等规则波，以及随机的不 规则白噪声波等。
建设单位
中国建筑±1.2 X：±1000 X：±100
三向六自由度 4*4 10 25 Y：±0.8 Y：±600 Y：±50 0~50
Z：±0.7 Z：±600 Z：±50
三向六自由度 3*4 3 12 X：±1.3 X：±600 X：±125 3.4~40 250
X：±1.0 X：±600 X：±80
一、概论
3、优点：可以真实的反应结构实际地震反 应；可以很好的反映应变速率对结构材料 强度的影响
4、缺点：设备昂贵，受台面尺寸限制，不 能做大比例模型试验；受尺寸效应影响， 很难评价结构的抗震能力
二、振动台基本原理
振动台是用来产生模拟的地震地面运动，对结构的 抗震性能进行研究。如图为一地震模拟振动台的示 意图。
2*250
三向六自由度 5*5 20 30 Y：±1.0 Y：±600 Y：±80 0.5~40 2*250
Z：±0.7 Z：±300 Z：±50
4*250
水平竖向双向 四自由度
2*2.8
6
X：±1.0 X：±500 Z:±0.8 Z:±340
X：±50 Z:±34
0.1~100
150
X：±1.0 X：±100 X：±100
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控制 生产 方式 厂家
备注
MTS 三参
量
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目